Технологія лазерного джерела для оптичного волокна. Частина друга

Технологія лазерного джерела для оптичного волокна. Частина друга

2.2 Розгортка однієї довжини хвиліджерело лазера

Реалізація лазерної розгортки однієї довжини хвилі по суті полягає в контролі фізичних властивостей пристрою влазеррезонатора (зазвичай це центральна довжина хвилі робочої смуги частот), щоб досягти контролю та вибору коливальної поздовжньої моди в резонаторі, щоб досягти мети налаштування вихідної довжини хвилі.На основі цього принципу ще в 1980-х роках реалізація регульованих волоконних лазерів була досягнута в основному шляхом заміни відбивної торцевої поверхні лазера відбивною дифракційною ґраткою та вибору режиму резонатора лазера шляхом ручного обертання та налаштування дифракційної ґратки.У 2011 році Чжу та ін.використовував регульовані фільтри для досягнення однохвильового регульованого лазерного випромінювання з вузькою шириною лінії.У 2016 році механізм стиснення ширини лінії Релея було застосовано для стиснення подвійної довжини хвилі, тобто до FBG було застосовано напругу для досягнення налаштування лазера на подвійній довжині хвилі, і одночасно відстежували ширину лінії вихідного лазера, отримавши діапазон налаштування довжини хвилі 3 нм.Стабільний вихід на двох довжинах хвилі з шириною лінії приблизно 700 Гц.У 2017 році Чжу та ін.використовував графен і мікронановолоконну решітку Брегга для створення повністю оптичного регульованого фільтра, а в поєднанні з технологією лазерного звуження Бріллюена використовував фототермічний ефект графену поблизу 1550 нм для досягнення ширини лазерної лінії всього 750 Гц і фотокерованого швидкого і точне сканування 700 МГц/мс в діапазоні довжин хвиль 3,67 нм.Як показано на малюнку 5. Наведений вище метод керування довжиною хвилі в основному реалізує вибір режиму лазера шляхом прямої або опосередкованої зміни центральної довжини хвилі смуги пропускання пристрою в лазерному резонаторі.

Рис. 5 (а) Експериментальна установка оптично-контрольованої довжини хвилі-регульований волоконний лазері система вимірювання;

(b) Вихідні спектри на виході 2 з посиленням керуючого насоса

2.3 Біле лазерне джерело світла

Розвиток джерела білого світла пережив різні етапи, такі як галогенні вольфрамові лампи, дейтерієві лампи,напівпровідниковий лазері джерело світла суперконтинууму.Зокрема, джерело світла суперконтинууму під дією фемтосекундних або пікосекундних імпульсів із надперехідною потужністю створює нелінійні ефекти різних порядків у хвилеводі, і спектр значно розширюється, що може охоплювати діапазон від видимого світла до ближнього інфрачервоного, і має сильну когерентність.Крім того, регулюючи дисперсію та нелінійність спеціального волокна, його спектр можна навіть розширити до середнього інфрачервоного діапазону.Цей вид лазерного джерела знайшов широке застосування в багатьох областях, таких як оптична когерентна томографія, виявлення газу, біологічне зображення тощо.Через обмеження джерела світла та нелінійного середовища ранній спектр суперконтинууму в основному створювався за допомогою твердотільного лазерного накачування оптичним склом для отримання спектру суперконтинууму у видимому діапазоні.З тих пір оптичне волокно поступово стало чудовим середовищем для створення широкосмугового суперконтинууму через його великий нелінійний коефіцієнт і мале поле режиму передачі.Основні нелінійні ефекти включають чотирихвильове змішування, нестабільність модуляції, самофазову модуляцію, перехресну фазову модуляцію, розщеплення солітону, комбінаційне розсіювання, зсув власної частоти солітону тощо, і частка кожного ефекту також різна залежно від ширина імпульсу збудження і дисперсія волокна.Загалом, зараз джерело світла суперконтинууму в основному спрямоване на покращення потужності лазера та розширення спектрального діапазону, і приділіть увагу контролю його когерентності.

3 Підсумок

У цьому документі підсумовуються та розглядаються лазерні джерела, які використовуються для підтримки технології волоконного зондування, включаючи лазер з вузькою шириною лінії, одночастотний регульований лазер і широкосмуговий білий лазер.Детально описано вимоги до застосування та стан розробки цих лазерів у галузі зондування волокна.Аналізуючи їх вимоги та статус розробки, можна зробити висновок, що ідеальне лазерне джерело для зондування волокна може досягти надвузького та надстабільного лазерного виходу на будь-якому діапазоні та в будь-який час.Тому ми починаємо з лазера з вузькою шириною лінії, регульованого лазера з вузькою шириною лінії та лазера білого світла з широкою смугою посилення та знаходимо ефективний спосіб реалізації ідеального лазерного джерела для зондування волокна, аналізуючи їх розвиток.