PiemērošanaVienfrekvences pusvadītāju lāzersGaismas viļņu interferences precīzā mērīšanā
Vienas frekvences pielietojumspusvadītāju lāzerstiek apspriesta lāzera iedarbība precīzijas mērījumu jomās, piemēram, optisko šķiedru hidrofonos un zemes klausīšanās interferometros, un padziļināti analizēta lāzera veiktspējas galvenā ietekme uz interferometru sistēmu veiktspēju.
Sistēmas pamatstruktūra un darbības princips: Šķiedru optikas hidrofona sistēma galvenokārt sastāv no sensora galviņas un interferometra (piemēram, MZ interferometrs). Pamatprincips ir tāds, ka skaņas signāls (skaņas spiediens Δp) iedarbojas uz sensora galviņu, izraisot izmaiņas sensora šķiedras, kas ir aptīta ap dobo cilindru, garumā un refrakcijas indeksā, tādējādi ieviešot izmaiņas optiskajā ceļā. Šīs nelielās optiskā ceļa izmaiņas (t. i., fāzes izmaiņas) ar augstu jutību uztver interferometrs.
1. Sensora galva: Tās galvenā funkcija ir pārveidot skaņas vibrācijas interferometra optiskā ceļa izmaiņās. Jutības koeficients s ir saistīts ar tādiem faktoriem kā šķiedras garums L, un garākas uztveršanas šķiedras ir labvēlīgas sistēmas jutības uzlabošanai.
2. Interferometrs: tas ir “labākais ierocis” nelielu fāzes izmaiņu noteikšanai. Izejas gaismas intensitātei ir kosinusa proporcija ar fāzes starpību. Stabilizējot statisko fāzes nobīdi φ ₀ ortogonālajā darbības punktā ((m+1/2) π), sistēma var sasniegt visaugstāko noteikšanas jutību.
3. Galvenie gaismas avota parametri, kas ietekmē sistēmas veiktspēju: Rakstā galvenā uzmanība pievērsta lāzera veiktspējas ierobežojumu analīzei, lai sasniegtu augstu fāzes izšķirtspēju (ar mērķi ≤ 1 μrad).
4. LāzersFrekvences troksnis un līnijas platums: Lāzera frekvences troksnis var izraisīt traucējumu fāzes troksni, tādējādi samazinot traucējumu joslu redzamību. Interferometram ar optiskā ceļa starpību aptuveni 1 metrs, lai sasniegtu fāzes izšķirtspēju 1 μrad, lāzera līnijas platumam jābūt mazākam par aptuveni 30 Hz. Šī ir ļoti augsta prasība lāzera frekvences stabilitātei.gaismas avots.
5. Lāzera intensitātes troksnis: lāzera relatīvās intensitātes troksnis (RIN) tiks tieši pārveidots par traucējumu signāla fāzes kļūdu. Lai sasniegtu 1 μrad fāzes izšķirtspēju pie tipiskas detektēšanas gaismas jaudas (~100 μW), lāzera RIN ir jāsamazina līdz zem -120 dB. Tā ir ļoti augsta prasība gaismas avota intensitātes stabilitātei.
Rezumējot, analizējot šķiedru optikas hidrofonu sistēmu, tiek izstrādātas stingrās prasības kodola gaismas avotam – vienfrekvences pusvadītāju lāzeram – attiecībā uz ārkārtīgi šauru līnijas platumu (augstas frekvences stabilitāte) un ārkārtīgi zemu trokšņa intensitāti precīzos mērījumos, kuru pamatā ir interferences princips, un tiek prezentētas lāzera frekvences stabilizācijas problēmas, ar kurām saskaras liela mēroga sistēmu lietojumprogrammās.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 7. aprīlis