טכנולוגיית מקור לייזר עבור חישת סיבים אופטיים חלק שני

טכנולוגיית מקור לייזר עבור חישת סיבים אופטיים חלק שני

2.2 סוויפ באורך גל בודדמקור לייזר

המימוש של סוויפ באורך גל יחיד בלייזר נועד בעיקרו לשלוט בתכונות הפיזיקליות של המכשירלייזרחלל (בדרך כלל אורך הגל המרכזי של רוחב הפס ההפעלה), כדי להשיג את השליטה והבחירה של מצב האורך המתנודד בחלל, כדי להשיג את המטרה של כוונון אורך הגל הפלט. בהתבסס על עיקרון זה, כבר בשנות ה-80, מימושם של לייזרים סיבים מתכווננים הושג בעיקר על ידי החלפת פנים קצה מחזירי אור של הלייזר בסורג עקיפה רפלקטיבי, ובחירת מצב חלל הלייזר על ידי סיבוב וכיוונון ידני של סורג הדיפרקציה. בשנת 2011, Zhu et al. השתמשו במסננים הניתנים לכוונון כדי להשיג פלט לייזר מתכוונן באורך גל בודד עם רוחב קו צר. בשנת 2016, מנגנון דחיסה ברוחב קו של ריילי הוחל על דחיסה באורך גל כפול, כלומר, מתח הופעל על FBG כדי להשיג כוונון לייזר בעל אורך גל כפול, ורוחב קו הלייזר הפלט נוטר בו זמנית, והשיג טווח כוונון אורכי גל של 3 נ"מ. פלט יציב באורך גל כפול עם רוחב קו של כ-700 הרץ. בשנת 2017, Zhu et al. השתמשו בגרפן גרפן וסיבי מיקרו-ננו Bragg כדי ליצור מסנן אופטי שניתן לכוונן כולו, ובשילוב עם טכנולוגיית הצרת לייזר Brillouin, השתמשו באפקט הפוטותרמי של גרפן קרוב ל-1550 ננומטר כדי להשיג רוחב קו לייזר נמוך כמו 750 הרץ ומהירות מבוקר צילום. סריקה מדויקת של 700 MHz/ms בטווח אורכי גל של 3.67 ננומטר. כפי שמוצג באיור 5. שיטת בקרת אורך הגל לעיל מממשת בעצם את בחירת מצב הלייזר על ידי שינוי ישיר או עקיף של אורך הגל המרכזי של פס המעבר של המכשיר בחלל הלייזר.

איור 5 (א) מערך ניסוי של אורך הגל הניתן לשליטה אופטית-לייזר סיב מתכוונןומערכת המדידה;

(ב) ספקטרום פלט במוצא 2 עם שיפור משאבת השליטה

2.3 מקור אור לייזר לבן

הפיתוח של מקור אור לבן חווה שלבים שונים כגון מנורת הלוגן טונגסטן, מנורת דאוטריום,לייזר מוליכים למחצהומקור אור supercontinuum. בפרט, מקור האור העל-רצף, תחת עירור של פעימות פמט-שנייה או פיקו-שניות עם כוח סופר-חולף, מייצר אפקטים לא ליניאריים בסדרים שונים במוליך הגל, והספקטרום מורחב מאוד, מה שיכול לכסות את הרצועה מאור נראה לאינפרא אדום קרוב, ויש לו קוהרנטיות חזקה. בנוסף, על ידי התאמת הפיזור והאי-ליניאריות של הסיב המיוחד, ניתן אפילו להרחיב את הספקטרום שלו לפס האינפרא אדום האמצעי. מקור לייזר מסוג זה יושם רבות בתחומים רבים, כגון טומוגרפיה קוהרנטית אופטית, זיהוי גזים, הדמיה ביולוגית וכן הלאה. בשל ההגבלה של מקור האור והמדיום הלא ליניארי, ספקטרום העל-רציפות המוקדם הופק בעיקר על ידי שאיבת לייזר במצב מוצק זכוכית אופטית כדי לייצר את ספקטרום העל-רציפות בטווח הנראה לעין. מאז, סיב אופטי הפך בהדרגה למדיום מצוין ליצירת רצף-על רחב, בגלל המקדם הלא ליניארי הגדול שלו ושדה מצב השידור הקטן שלו. ההשפעות הלא ליניאריות העיקריות כוללות ערבוב של ארבעה גלים, אי יציבות אפנון, אפנון פאזה עצמית, אפנון צולב פאזות, פיצול סוליטון, פיזור רמאן, הסטת תדר עצמי של סוליטון וכו', והפרופורציה של כל אפקט שונה גם בהתאם. רוחב הדופק של דופק העירור ופיזור הסיב. באופן כללי, כעת מקור האור הסופר-רציף נועד בעיקר לשיפור עוצמת הלייזר והרחבת הטווח הספקטרלי, ושימו לב לבקרת הקוהרנטיות שלו.

3 סיכום

מאמר זה מסכם וסוקר את מקורות הלייזר המשמשים לתמיכה בטכנולוגיית חישת סיבים, כולל לייזר ברוחב קו צר, לייזר מתכוונן בתדר יחיד ולייזר לבן רחב פס. דרישות היישום ומצב הפיתוח של לייזרים אלו בתחום חישת הסיבים מוצגים בפירוט. על ידי ניתוח הדרישות ומצב הפיתוח שלהם, המסקנה היא שמקור הלייזר האידיאלי עבור חישת סיבים יכול להשיג פלט לייזר צר במיוחד ויציב במיוחד בכל פס ובכל זמן. לכן, אנו מתחילים עם לייזר ברוחב קו צר, לייזר ברוחב קו צר ולייזר אור לבן עם רוחב פס רווח רחב, ומגלים דרך יעילה למימוש מקור הלייזר האידיאלי עבור חישת סיבים על ידי ניתוח התפתחותם.