光ファイバーセンシングパート2のレーザーソーステクノロジー

光ファイバーセンシングパート2のレーザーソーステクノロジー

2.2単一波長スイープレーザーソース

レーザー単一波長掃引の実現は、本質的にデバイスの物理的特性を制御するためです。レーザキャビティ（通常、動作帯域幅の中心波長）は、出力波長を調整する目的を達成するために、空洞の振動縦方向モードの制御と選択を実現するためです。この原則に基づいて、1980年代には早くも、調整可能な繊維レーザーの実現は、レーザーの反射端面を反射回折格子に置き換え、回折格子を手動で回転させて調整することによりレーザーキャビティモードを選択することにより、主に達成されました。 2011年、Zhu et al。単一波長の調整可能なレーザー出力を狭い線幅で実現するために、調整可能なフィルターを使用しました。 2016年、レイリー幅の圧縮機構が二重波長圧縮に適用されました。つまり、FBGに応力を加えてデュアル波長レーザーチューニングを達成し、出力レーザーライン幅を同じ時期に監視し、3 nmの波長チューニング範囲を取得しました。約700 Hzのライン幅のデュアル波長安定出力。 2017年、Zhu et al。グラフェンとマイクロナノファイバーブラッググレーティングを使用して、すべての光学的調整可能なフィルターを作成し、ブリルアンレーザー絞り生地と組み合わせて、1550 nm近くのグラフェンの光熱効果を使用して、750 Hzの低いレーザーライン幅と、波長の高速で正確な走行距離3.67の高速で正確なスカンを実現しました。図5に示すように。上記の波長制御法は、レーザー空洞のデバイスのパス帯域中心波長を直接または間接的に変更することにより、基本的にレーザーモードの選択を実現します。

図5（a）光制御可能な波長の実験的セットアップ - 調整可能なファイバーレーザーおよび測定システム。

（b）制御ポンプの強化を伴う出力2での出力スペクトル

2.3白いレーザー光源

白い光源の開発は、ハロゲンタングステンランプ、重水素ランプなどのさまざまな段階を経験しています。半導体レーザーおよびSuperContinuum光源。特に、フェムト秒またはピコ秒パルスの励起下で超一時的なパルスの励起下で、導波路内のさまざまな順序の非線形効果を生成し、スペクトルが大きく拡大し、目に見える光から近赤外へとバンドをカバーでき、強い一貫性を持っています。さらに、特別な繊維の分散と非線形性を調整することにより、そのスペクトルは中赤外帯に拡張することさえできます。この種のレーザー源は、光学コヒーレンス断層撮影、ガス検出、生物学的イメージングなど、多くの分野で大幅に適用されています。光源と非線形培地の制限により、初期の超コンチニウムスペクトルは、主にソリッドステートレーザーポンピング光学ガラスによって生成され、可視範囲に超コンテナムスペクトルを生成しました。それ以来、光ファイバーは、その大きな非線形係数と小透過モードフィールドのために、広帯域の超コンテナムを生成するための優れた媒体になりました。主な非線形効果には、4波混合、変調不安定、自己相変調、交差相変調、ソリトン分割、ラマン散乱、ソリトンの自己周波数シフトなどが含まれ、各効果の割合も励起パルスのパルス幅とファイバーの分散によって異なります。一般的に、現在、超コンテナム光源は主にレーザー出力の改善とスペクトル範囲の拡大に向けて、そのコヒーレンス制御に注意を払っています。

3つの要約

このペーパーでは、狭いライン幅レーザー、単一周波数調整可能なレーザー、ブロードバンドホワイトレーザーなど、ファイバーセンシングテクノロジーをサポートするために使用されるレーザーソースをまとめてレビューします。ファイバーセンシングの分野におけるこれらのレーザーのアプリケーション要件と開発状況については、詳細に導入されています。要件と開発状況を分析することにより、ファイバーセンシングの理想的なレーザー源は、任意のバンドおよびいつでも超ナロウおよび超安定レーザー出力を達成できると結論付けられています。したがって、狭いライン幅レーザー、調整可能な狭い線幅レーザー、および広いゲイン帯域幅の白いライトレーザーから始めて、開発を分析することにより、ファイバーセンシングの理想的なレーザー源を実現する効果的な方法を見つけます。