Tecnologia de fonte de laser para detecção de fibra óptica – Parte Dois
2.2 Varredura de comprimento de onda únicofonte de laser
A realização da varredura de comprimento de onda único do laser é essencialmente para controlar as propriedades físicas do dispositivo nolasercavidade (geralmente o comprimento de onda central da largura de banda operacional), de modo a conseguir o controle e seleção do modo longitudinal oscilante na cavidade, de modo a atingir o objetivo de ajustar o comprimento de onda de saída. Com base neste princípio, já na década de 1980, a realização de lasers de fibra sintonizáveis foi alcançada principalmente pela substituição de uma face final reflexiva do laser por uma rede de difração reflexiva e pela seleção do modo de cavidade do laser girando e ajustando manualmente a rede de difração. Em 2011, Zhu et al. usou filtros ajustáveis para obter saída de laser ajustável de comprimento de onda único com largura de linha estreita. Em 2016, o mecanismo de compressão de largura de linha Rayleigh foi aplicado à compressão de comprimento de onda duplo, ou seja, o estresse foi aplicado ao FBG para obter ajuste de laser de comprimento de onda duplo, e a largura de linha do laser de saída foi monitorada ao mesmo tempo, obtendo uma faixa de ajuste de comprimento de onda de 3 nm. Saída estável de comprimento de onda duplo com largura de linha de aproximadamente 700 Hz. Em 2017, Zhu et al. usou grade de Bragg de grafeno e micro-nano fibra para fazer um filtro sintonizável totalmente óptico e, combinado com a tecnologia de estreitamento a laser Brillouin, usou o efeito fototérmico do grafeno próximo a 1550 nm para obter uma largura de linha do laser tão baixa quanto 750 Hz e uma velocidade fotocontrolada rápida e varredura precisa de 700 MHz/ms na faixa de comprimento de onda de 3,67 nm. Conforme mostrado na Figura 5. O método de controle de comprimento de onda acima basicamente realiza a seleção do modo do laser alterando direta ou indiretamente o comprimento de onda central da banda passante do dispositivo na cavidade do laser.
Fig. 5 (a) Configuração experimental do comprimento de onda controlável óptico-laser de fibra ajustávele o sistema de medição;
(b) Espectros de saída na saída 2 com o aprimoramento da bomba de controle
2.3 Fonte de luz laser branca
O desenvolvimento da fonte de luz branca passou por vários estágios, como lâmpada halógena de tungstênio, lâmpada de deutério,laser semicondutore fonte de luz supercontínua. Em particular, a fonte de luz supercontínua, sob a excitação de pulsos de femtossegundos ou picossegundos com potência supertransitória, produz efeitos não lineares de várias ordens no guia de ondas, e o espectro é bastante ampliado, o que pode cobrir a banda da luz visível ao infravermelho próximo, e tem forte coerência. Além disso, ajustando a dispersão e a não linearidade da fibra especial, seu espectro pode até ser estendido até a faixa do infravermelho médio. Este tipo de fonte de laser tem sido amplamente aplicado em muitos campos, como tomografia de coerência óptica, detecção de gases, imagens biológicas e assim por diante. Devido à limitação da fonte de luz e do meio não linear, o espectro supercontínuo inicial foi produzido principalmente por vidro óptico de bombeamento a laser de estado sólido para produzir o espectro supercontínuo na faixa visível. Desde então, a fibra óptica tornou-se gradualmente um excelente meio para gerar supercontínuo de banda larga devido ao seu grande coeficiente não linear e pequeno campo de modo de transmissão. Os principais efeitos não lineares incluem mistura de quatro ondas, instabilidade de modulação, modulação de fase própria, modulação de fase cruzada, divisão de soliton, espalhamento Raman, mudança de autofrequência de soliton, etc., e a proporção de cada efeito também é diferente de acordo com o largura de pulso do pulso de excitação e a dispersão da fibra. Em geral, agora a fonte de luz supercontínua visa principalmente melhorar a potência do laser e expandir a faixa espectral, prestando atenção ao seu controle de coerência.
3 Resumo
Este artigo resume e analisa as fontes de laser usadas para suportar a tecnologia de detecção de fibra, incluindo laser de largura de linha estreita, laser sintonizável de frequência única e laser branco de banda larga. Os requisitos de aplicação e o status de desenvolvimento desses lasers no campo de detecção de fibra são apresentados em detalhes. Ao analisar seus requisitos e status de desenvolvimento, conclui-se que a fonte de laser ideal para detecção de fibra pode atingir uma saída de laser ultraestreita e ultraestável em qualquer banda e a qualquer momento. Portanto, começamos com laser de largura de linha estreita, laser de largura de linha estreita ajustável e laser de luz branca com largura de banda de amplo ganho e descobrimos uma maneira eficaz de obter a fonte de laser ideal para detecção de fibra, analisando seu desenvolvimento.
Horário da postagem: 21 de novembro de 2023