Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Kedua

Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Kedua

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 tengah dari lebar pita operasi), sehingga mencapai kontrol dan pemilihan mode longitudinal osilasi 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 panjang gelombang ganda, dan lebar garis laser keluaran dipantau pada saat yang sama, memperoleh rentang penyetelan panjang gelombang 3 nm. Keluaran stabil panjang gelombang ganda dengan lebar garis sekitar 700 Hz. Pada tahun 2017, Zhu dkk. Menggunakan grafena dan kisi Bragg serat mikro-nano untuk membuat filter yang sepenuhnya optik dan dapat disetel, dan dikombinasikan dengan teknologi penyempitan laser Brillouin, menggunakan efek fototermal grafena di dekat 1550 nm untuk mencapai lebar garis laser serendah 750 Hz dan pemindaian cepat dan akurat yang dikontrol foto sebesar 700 MHz/ms pada 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 mengubah panjang gelombang pusat passband perangkat di rongga laser secara langsung atau tidak langsung.

Gbr. 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. Khususnya, sumber cahaya superkontinum, di bawah eksitasi pulsa femtodetik atau pikodetik dengan daya supertransien, menghasilkan efek nonlinier dengan berbagai orde pada pandu gelombang, dan spektrumnya pun sangat luas, yang dapat mencakup pita dari cahaya tampak hingga inframerah dekat, serta memiliki koherensi yang kuat. Selain itu, dengan menyesuaikan dispersi dan nonlinieritas serat optik, spektrumnya bahkan dapat diperluas hingga pita inframerah menengah. Sumber laser jenis ini telah banyak digunakan di berbagai bidang, seperti tomografi koherensi optik, deteksi gas, pencitraan biologis, dan sebagainya. Karena keterbatasan sumber cahaya dan medium nonlinier, spektrum superkontinum awal terutama diproduksi oleh kaca optik pemompaan laser solid-state untuk menghasilkan spektrum superkontinum dalam rentang cahaya tampak. Sejak saat itu, serat optik secara bertahap 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-beda sesuai dengan lebar pulsa eksitasi dan dispersi serat. Secara umum, sumber cahaya superkontinum saat ini terutama ditujukan untuk meningkatkan daya laser dan memperluas jangkauan spektral, serta 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 frekuensi tunggal yang dapat disetel, dan laser putih pita lebar. Persyaratan aplikasi dan status pengembangan laser ini di bidang penginderaan serat diperkenalkan secara rinci. Dengan menganalisis persyaratan dan status pengembangannya, disimpulkan bahwa sumber laser 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 memulai dengan laser dengan lebar garis sempit, laser dengan lebar garis sempit yang dapat disetel, dan laser cahaya putih dengan bandwidth penguatan lebar, dan menemukan cara efektif untuk mewujudkan sumber laser ideal untuk penginderaan serat dengan menganalisis perkembangannya.