فناوری منبع لیزر برای حسگر فیبر نوری - بخش دوم
۲.۲ روبش تک طول موجیمنبع لیزر
تحقق جاروب تک طول موج لیزری اساساً برای کنترل خواص فیزیکی دستگاه در ...لیزرحفره (معمولاً طول موج مرکزی پهنای باند عملیاتی)، به منظور دستیابی به کنترل و انتخاب مد طولی نوسانی در حفره، به منظور دستیابی به هدف تنظیم طول موج خروجی. بر اساس این اصل، در اوایل دهه 1980، تحقق لیزرهای فیبری قابل تنظیم عمدتاً با جایگزینی یک سطح انتهایی بازتابنده لیزر با یک توری پراش بازتابنده و انتخاب مد حفره لیزر با چرخش دستی و تنظیم توری پراش حاصل شد. در سال 2011، ژو و همکارانش از فیلترهای قابل تنظیم برای دستیابی به خروجی لیزر قابل تنظیم با طول موج تک و پهنای خط باریک استفاده کردند. در سال 2016، مکانیسم فشرده‌سازی پهنای خط ریلی برای فشرده‌سازی دو طول موج اعمال شد، یعنی تنش به FBG اعمال شد تا تنظیم لیزر با طول موج دوگانه حاصل شود و پهنای خط لیزر خروجی همزمان پایش شد و محدوده تنظیم طول موج 3 نانومتر به دست آمد. خروجی پایدار با طول موج دوگانه با پهنای خط تقریباً 700 هرتز. در سال 2017، ژو و همکارانش... از گرافن و توری براگ میکرو-نانوفیبر برای ساخت یک فیلتر تمام نوری قابل تنظیم استفاده کردند و با ترکیب آن با فناوری باریک‌سازی لیزر بریلوئن، از اثر فوتوترمال گرافن در نزدیکی ۱۵۵۰ نانومتر برای دستیابی به پهنای خط لیزر به کمی ۷۵۰ هرتز و اسکن سریع و دقیق فوتوکنترل‌شده ۷۰۰ مگاهرتز بر میلی‌ثانیه در محدوده طول موج ۳.۶۷ نانومتر استفاده کردند. همانطور که در شکل ۵ نشان داده شده است. روش کنترل طول موج فوق اساساً انتخاب حالت لیزر را با تغییر مستقیم یا غیرمستقیم طول موج مرکز باند عبور دستگاه در حفره لیزر محقق می‌کند.
شکل 5 (الف) چیدمان آزمایشگاهی طول موج قابل کنترل نوریلیزر فیبری قابل تنظیمو سیستم اندازه‌گیری؛
(ب) طیف‌های خروجی در خروجی ۲ با افزایش پمپ کنترل‌کننده
۲.۳ منبع نور لیزر سفید
توسعه منبع نور سفید مراحل مختلفی مانند لامپ تنگستن هالوژن، لامپ دوتریوم،لیزر نیمه هادیو منبع نور ابرپیوستار. به طور خاص، منبع نور ابرپیوستار، تحت تحریک پالس‌های فمتوثانیه یا پیکوثانیه با توان فوق گذرا، اثرات غیرخطی از مرتبه‌های مختلف را در موجبر ایجاد می‌کند و طیف به شدت گسترش می‌یابد، که می‌تواند باند را از نور مرئی تا مادون قرمز نزدیک پوشش دهد و انسجام قوی داشته باشد. علاوه بر این، با تنظیم پراکندگی و غیرخطی بودن فیبر ویژه، طیف آن حتی می‌تواند به باند مادون قرمز میانی نیز گسترش یابد. این نوع منبع لیزر در بسیاری از زمینه‌ها، مانند توموگرافی انسجام نوری، تشخیص گاز، تصویربرداری بیولوژیکی و غیره، کاربرد زیادی داشته است. به دلیل محدودیت منبع نور و محیط غیرخطی، طیف ابرپیوستار اولیه عمدتاً توسط شیشه نوری پمپاژ شده توسط لیزر حالت جامد برای تولید طیف ابرپیوستار در محدوده مرئی تولید می‌شد. از آن زمان، فیبر نوری به دلیل ضریب غیرخطی بزرگ و میدان حالت انتقال کوچک، به تدریج به یک محیط عالی برای تولید ابرپیوستار پهن باند تبدیل شده است. اثرات غیرخطی اصلی شامل اختلاط چهار موج، ناپایداری مدولاسیون، مدولاسیون خود-فاز، مدولاسیون فاز متقاطع، شکافت سالیتون، پراکندگی رامان، تغییر خود-فرکانس سالیتون و غیره است و نسبت هر اثر نیز با توجه به پهنای پالس پالس تحریک و پراکندگی فیبر متفاوت است. به طور کلی، اکنون منبع نور ابرپیوستار عمدتاً به سمت بهبود توان لیزر و گسترش محدوده طیفی است و به کنترل همدوسی آن توجه می‌شود.
۳ خلاصه
این مقاله به خلاصه و بررسی منابع لیزری مورد استفاده برای پشتیبانی از فناوری حسگری فیبر، از جمله لیزر با پهنای خط باریک، لیزر تک فرکانسی قابل تنظیم و لیزر سفید پهن باند می‌پردازد. الزامات کاربردی و وضعیت توسعه این لیزرها در زمینه حسگری فیبر به تفصیل معرفی شده است. با تجزیه و تحلیل الزامات و وضعیت توسعه آنها، نتیجه گرفته می‌شود که منبع لیزری ایده‌آل برای حسگری فیبر می‌تواند خروجی لیزری فوق‌العاده باریک و فوق‌العاده پایدار را در هر باند و هر زمانی به دست آورد. بنابراین، ما با لیزر با پهنای خط باریک، لیزر با پهنای خط باریک قابل تنظیم و لیزر نور سفید با پهنای باند بهره وسیع شروع می‌کنیم و با تجزیه و تحلیل توسعه آنها، راهی مؤثر برای تحقق منبع لیزری ایده‌آل برای حسگری فیبر پیدا می‌کنیم.
زمان ارسال: ۲۱ نوامبر ۲۰۲۳