Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Kedua

Teknologi sumber laser untuk penginderaan serat optik Bagian Kedua

2.2 Pemindaian panjang gelombang tunggalsumber laser

Realisasi penyapuan panjang gelombang tunggal laser pada dasarnya adalah untuk mengontrol sifat fisik perangkat tersebut.laserrongga (biasanya panjang gelombang pusat dari bandwidth operasi), sehingga dapat mencapai kontrol dan pemilihan mode longitudinal osilasi dalam rongga, sehingga dapat 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 satu panjang gelombang dengan lebar garis sempit. Pada tahun 2016, mekanisme kompresi lebar garis Rayleigh diterapkan pada kompresi dua panjang gelombang, yaitu, tegangan diterapkan pada FBG untuk mencapai penyetelan laser dua panjang gelombang, dan lebar garis laser keluaran dipantau pada saat yang sama, sehingga diperoleh rentang penyetelan panjang gelombang 3 nm. Keluaran stabil dua panjang gelombang dengan lebar garis sekitar 700 Hz. Pada tahun 2017, Zhu dkk. Menggunakan graphene 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 graphene 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 mengubah panjang gelombang pusat pita lulus perangkat secara langsung atau tidak langsung di dalam rongga laser.

Gambar 5 (a) Susunan eksperimental panjang gelombang yang dapat dikontrol secara optik-laser serat yang dapat diseteldan sistem pengukurannya;

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

2.3 Sumber cahaya laser putih

Pengembangan sumber cahaya putih telah melalui berbagai tahapan seperti lampu halogen tungsten, lampu deuterium,laser semikonduktordan sumber cahaya superkontinuum. Secara khusus, sumber cahaya superkontinuum, di bawah eksitasi pulsa femtosekon atau pikosekon dengan daya transien super, menghasilkan efek nonlinier berbagai orde dalam pandu 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 berbagai bidang, seperti tomografi koherensi optik, deteksi gas, pencitraan biologis, dan sebagainya. Karena keterbatasan sumber cahaya dan medium nonlinier, spektrum superkontinuum awal terutama dihasilkan oleh laser solid-state yang memompa kaca optik untuk menghasilkan spektrum superkontinuum dalam rentang tampak. Sejak itu, serat optik secara bertahap menjadi medium yang sangat baik untuk menghasilkan superkontinuum pita lebar karena koefisien nonliniernya yang besar dan medan mode transmisi yang kecil. Efek nonlinier utama meliputi pencampuran empat gelombang, ketidakstabilan modulasi, modulasi fase diri, modulasi fase silang, pemisahan soliton, hamburan Raman, pergeseran frekuensi diri soliton, dll., dan proporsi setiap efek juga berbeda sesuai dengan lebar pulsa eksitasi dan dispersi serat. Secara umum, saat ini sumber cahaya superkontinuum terutama diarahkan untuk meningkatkan daya laser dan memperluas rentang spektral, serta memperhatikan pengendalian koherensinya.

3 Ringkasan

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