Lāzera avota tehnoloģija optisko šķiedru uztveršanai, otrā daļa

Lāzera avota tehnoloģija optisko šķiedru uztveršanai, otrā daļa

2.2 Viena viļņa garuma skenēšanalāzera avots

Lāzera viena viļņa garuma slaucīšanas realizācija būtībā ir paredzēta ierīces fizikālo īpašību kontrolei.lāzersrezonatorā (parasti darbības joslas platuma centrālais viļņa garums), lai panāktu rezonatora svārstību gareniskā režīma kontroli un izvēli, tādējādi sasniedzot izejas viļņa garuma regulēšanas mērķi. Pamatojoties uz šo principu, jau 20. gs. astoņdesmitajos gados regulējamo šķiedru lāzeru realizācija galvenokārt tika panākta, aizstājot lāzera atstarojošo gala virsmu ar atstarojošu difrakcijas režģi un izvēloties lāzera rezonatora režīmu, manuāli pagriežot un regulējot difrakcijas režģi. 2011. gadā Džu un līdzautori izmantoja regulējamus filtrus, lai panāktu viena viļņa garuma regulējamu lāzera izeju ar šauru līnijas platumu. 2016. gadā divu viļņu garumu saspiešanai tika pielietots Releja līnijas platuma saspiešanas mehānisms, tas ir, šķiedrainajai lāzergravēšanai tika pielietots spriegums, lai panāktu divu viļņu garumu lāzera regulēšanu, un vienlaikus tika uzraudzīts izejas lāzera līnijas platums, iegūstot 3 nm viļņa garuma regulēšanas diapazonu. Divu viļņu garumu stabila izeja ar līnijas platumu aptuveni 700 Hz. 2017. gadā Džu un līdzautori... izmantoja grafēnu un mikro-nanošķiedru Brega režģi, lai izveidotu pilnībā optisku regulējamu filtru, un apvienojumā ar Brillouin lāzera sašaurināšanas tehnoloģiju izmantoja grafēna fototermisko efektu pie 1550 nm, lai panāktu lāzera līnijas platumu līdz pat 750 Hz un fotovadāmu ātru un precīzu skenēšanu ar frekvenci 700 MHz/ms viļņu garuma diapazonā no 3,67 nm. Kā parādīts 5. attēlā, iepriekš minētā viļņu garuma vadības metode būtībā realizē lāzera režīma izvēli, tieši vai netieši mainot ierīces caurlaides joslas centra viļņa garumu lāzera rezonatorā.

5. att. (a) Optiski vadāma viļņa garuma eksperimentālā iekārtaregulējams šķiedru lāzersun mērīšanas sistēma;

(b) Izejas spektri pie 2. izejas ar vadības sūkņa uzlabošanu

2.3 Baltā lāzera gaismas avots

Baltās gaismas avota attīstība ir piedzīvojusi dažādus posmus, piemēram, halogēna volframa lampu, deitērija lampu,pusvadītāju lāzersun superkontinuma gaismas avots. Jo īpaši superkontinuma gaismas avots, ierosinot femtosekundes vai pikosekundes impulsus ar superpārejošu jaudu, rada dažādas kārtas nelineārus efektus viļņvadā, un spektrs ir ievērojami paplašināts, kas var aptvert joslu no redzamās gaismas līdz tuvajam infrasarkanajam diapazonam, un tam ir spēcīga koherence. Turklāt, pielāgojot speciālās šķiedras dispersiju un nelinearitāti, tās spektru var pat paplašināt līdz vidējam infrasarkanajam diapazonam. Šāda veida lāzera avots ir plaši izmantots daudzās jomās, piemēram, optiskajā koherences tomogrāfijā, gāzu noteikšanā, bioloģiskajā attēlveidošanā utt. Gaismas avota un nelineārās vides ierobežojumu dēļ agrīnais superkontinuma spektrs galvenokārt tika iegūts, izmantojot cietvielu lāzeru, kas sūknēja optisko stiklu, lai radītu superkontinuma spektru redzamajā diapazonā. Kopš tā laika optiskā šķiedra pakāpeniski ir kļuvusi par lielisku vidi platjoslas superkontinuma ģenerēšanai, pateicoties tās lielajam nelineārajam koeficientam un mazajam pārraides režīma laukam. Galvenie nelineārie efekti ietver četru viļņu sajaukšanos, modulācijas nestabilitāti, pašfāzes modulāciju, šķērsfāzes modulāciju, solitona sadalīšanu, Ramana izkliedi, solitona pašfrekvences nobīdi utt., un katra efekta proporcija atšķiras arī atkarībā no ierosmes impulsa impulsa platuma un šķiedras dispersijas. Kopumā tagad superkontinuuma gaismas avots galvenokārt ir vērsts uz lāzera jaudas uzlabošanu un spektrālā diapazona paplašināšanu, pievēršot uzmanību tā koherences kontrolei.

3 Kopsavilkums

Šajā rakstā ir apkopoti un pārskatīti lāzera avoti, ko izmanto šķiedru uztveršanas tehnoloģijas atbalstam, tostarp šaura līnijas platuma lāzers, vienas frekvences regulējams lāzers un platjoslas baltais lāzers. Detalizēti tiek iepazīstināts ar šo lāzeru pielietojuma prasībām un attīstības statusu šķiedru uztveršanas jomā. Analizējot to prasības un attīstības statusu, tiek secināts, ka ideāls lāzera avots šķiedru uztveršanai var sasniegt īpaši šauru un īpaši stabilu lāzera jaudu jebkurā joslā un jebkurā laikā. Tāpēc mēs sākam ar šaura līnijas platuma lāzeru, regulējamu šaura līnijas platuma lāzeru un baltās gaismas lāzeru ar plašu pastiprinājuma joslas platumu un, analizējot to attīstību, atrodam efektīvu veidu, kā realizēt ideālu lāzera avotu šķiedru uztveršanai.