Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Dua

Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Dua

2.2 Sapuan panjang gelombang tunggalsumber laser

Realisasi sapuan panjang gelombang tunggal laser pada dasarnya adalah untuk mengontrol sifat fisik perangkat dilaserrongga (biasanya panjang gelombang pusat dari lebar pita operasi), sehingga mencapai kontrol dan pemilihan mode longitudinal berosilasi di rongga, sehingga mencapai tujuan penyetelan panjang gelombang keluaran. Berdasarkan prinsip ini, sejak tahun 1980-an, realisasi laser serat yang dapat disetel terutama dicapai dengan mengganti permukaan ujung reflektif laser dengan kisi difraksi reflektif, dan memilih mode rongga laser dengan memutar dan menyetel kisi difraksi secara manual. Pada tahun 2011, Zhu dkk. menggunakan filter yang dapat disetel untuk mencapai keluaran laser yang dapat disetel dengan panjang gelombang tunggal dengan lebar garis yang sempit. Pada tahun 2016, mekanisme kompresi lebar garis Rayleigh diterapkan pada kompresi panjang gelombang ganda, yaitu, tegangan diterapkan pada FBG untuk mencapai penyetelan laser dengan panjang gelombang ganda, dan lebar garis laser keluaran dipantau pada saat yang sama, memperoleh rentang penyetelan panjang gelombang 3 nm. Keluaran stabil dengan panjang gelombang ganda dengan lebar garis sekitar 700 Hz. Pada tahun 2017, Zhu dkk. menggunakan grafen dan kisi Bragg serat mikro-nano untuk membuat filter yang dapat disetel sepenuhnya secara optik, dan dikombinasikan dengan teknologi penyempitan laser Brillouin, menggunakan efek fototermal grafen di dekat 1550 nm untuk mencapai lebar garis laser serendah 750 Hz dan pemindaian cepat dan akurat yang dikontrol foto sebesar 700 MHz/ms dalam rentang panjang gelombang 3,67 nm. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Metode kontrol panjang gelombang di atas pada dasarnya mewujudkan pemilihan mode laser dengan secara langsung atau tidak langsung mengubah panjang gelombang pusat pita lulus perangkat di rongga laser.

Gambar 5 (a) Pengaturan eksperimen panjang gelombang yang dapat dikontrol secara optiklaser serat yang dapat diseteldan sistem pengukuran;

(b) Spektrum keluaran pada keluaran 2 dengan peningkatan pompa pengontrol

2.3 Sumber cahaya laser putih

Perkembangan sumber cahaya putih telah mengalami berbagai tahapan seperti lampu halogen tungsten, lampu deuterium,laser semikonduktordan sumber cahaya superkontinum. Secara khusus, sumber cahaya superkontinum, di bawah eksitasi pulsa femtodetik atau pikodetik dengan daya supertransien, menghasilkan efek nonlinier dari berbagai orde dalam pemandu gelombang, dan spektrumnya sangat melebar, yang dapat mencakup pita dari cahaya tampak hingga inframerah dekat, dan memiliki koherensi yang kuat. Selain itu, dengan menyesuaikan dispersi dan nonlinieritas serat khusus, spektrumnya bahkan dapat diperluas ke pita inframerah tengah. Jenis sumber laser ini telah banyak diterapkan di banyak bidang, seperti tomografi koherensi optik, deteksi gas, pencitraan biologis, dan sebagainya. Karena keterbatasan sumber cahaya dan media nonlinier, spektrum superkontinum awal terutama diproduksi oleh kaca optik pemompaan laser solid-state untuk menghasilkan spektrum superkontinum dalam rentang tampak. Sejak saat itu, serat optik secara bertahap telah menjadi media yang sangat baik untuk menghasilkan superkontinum pita lebar karena koefisien nonliniernya yang besar dan medan mode transmisi yang kecil. Efek nonlinier utama meliputi pencampuran empat gelombang, ketidakstabilan modulasi, modulasi fase-sendiri, modulasi fase-silang, pemisahan soliton, hamburan Raman, pergeseran frekuensi-sendiri soliton, dll., dan proporsi masing-masing efek juga berbeda menurut lebar pulsa dari pulsa eksitasi dan dispersi serat. Secara umum, sekarang sumber cahaya superkontinum terutama ditujukan untuk meningkatkan daya laser dan memperluas jangkauan spektral, dan memperhatikan kontrol koherensinya.

3 Ringkasan

Makalah ini merangkum dan mengulas sumber laser yang digunakan untuk mendukung teknologi penginderaan serat, termasuk laser dengan lebar garis sempit, laser yang dapat disetel frekuensi tunggal, dan laser putih pita lebar. Persyaratan aplikasi dan status pengembangan laser ini di bidang penginderaan serat diperkenalkan secara terperinci. Dengan menganalisis persyaratan dan status pengembangannya, disimpulkan bahwa sumber laser yang ideal untuk penginderaan serat dapat mencapai keluaran laser yang sangat sempit dan sangat stabil pada pita apa pun dan kapan pun. Oleh karena itu, kami mulai dengan laser dengan lebar garis sempit, laser dengan lebar garis sempit yang dapat disetel, dan laser cahaya putih dengan lebar pita penguatan lebar, dan mencari cara yang efektif untuk mewujudkan sumber laser yang ideal untuk penginderaan serat dengan menganalisis pengembangannya.