Lasera fontteknologio poroptika fibrosentanta parton unu
Optika fibro -sentanta teknologio estas speco de sentanta teknologio disvolvita kune kun optika fibra teknologio kaj optika fibra komunikada teknologio, kaj ĝi fariĝis unu el la plej aktivaj branĉoj de fotoelektra teknologio. Optika fibro -sentanta sistemo estas ĉefe kunmetita de lasero, transdona fibro, sentanta elemento aŭ modulada areo, malpeza detekto kaj aliaj partoj. La parametroj priskribantaj la karakterizaĵojn de malpeza ondo inkluzivas intensecon, ondolongon, fazon, polarizan staton, ktp. Ĉi tiuj parametroj povas esti ŝanĝitaj per eksteraj influoj en optika fibro -transdono. Ekzemple, kiam temperaturo, streĉo, premo, kurento, movo, vibrado, rotacio, fleksado kaj kemia kvanto influas la optikan vojon, ĉi tiuj parametroj ŝanĝiĝas respektive. Optika fibro -sento baziĝas sur la rilato inter ĉi tiuj parametroj kaj eksteraj faktoroj por detekti la respondajn fizikajn kvantojn.
Estas multaj specoj delasera fontoUzita en optikaj fibraj sentsistemoj, kiuj povas esti dividitaj en du kategoriojn: koheralaseraj fontojkaj nekoheraj lumfontoj, nekoherajLumfontojĈefe inkluzivas inkandeskajn lumajn kaj lumajn diodojn, kaj koheraj lumfontoj inkluzivas solidajn laserojn, likvajn laserojn, gasajn laserojn,duonkondukta laseroKajFibra Lasero. La sekva estas ĉefe por lalasera lumfontoVaste uzata en la kampo de fibro-sento en la lastaj jaroj: mallarĝa larĝa larĝa unu-frekvenca lasero, unu-ondolonga balaita frekvenca lasero kaj blanka lasero.
1.1 Postuloj por mallarĝa larĝa larĝolaseraj lumfontoj
Optika fibro -sentanta sistemo ne povas esti apartigita de la lasera fonto, ĉar la mezurita signal -portanta luma ondo, lasera lumfonto mem rendimento, kiel ekzemple potenca stabileco, lasero -larĝeco, fazo -bruo kaj aliaj parametroj sur la optika fibro -sentanta sistemo detekti distancon, detektan precizecon, sentivecon kaj bruajn trajtojn ludas decidan rolon. En la lastaj jaroj, kun la disvolviĝo de longdistancaj ultra-altaj rezoluciaj optikaj fibraj sentantaj sistemoj, akademioj kaj industrio proponis pli striktajn postulojn por la linea agado de lasera miniaturigo, ĉefe en: optika frekvenca domajna reflekto (de Mely de Optical de la reago (de la reago de la reago de la reago (de Melye, miloj de OpticAin, miloj de OpticAn-A-Malantaŭa Signiga Signulo (OFTRECIKA FRECENCA FRECENCA. metroj). La avantaĝoj de alta rezolucio (milimetra nivelo -rezolucio) kaj alta sentiveco (ĝis -100 dBm) fariĝis unu el la teknologioj kun larĝaj aplikaj perspektivoj en distribuita optika fibro -mezurado kaj sentanta teknologio. La kerno de OFDR -teknologio estas uzi agordan lumfonton por atingi optikan frekvencan agordadon, do la agado de la lasera fonto determinas la ŝlosilajn faktorojn kiel OFDR -detekto -gamo, sentiveco kaj rezolucio. Kiam la reflekta punkto -distanco estas proksima al la koherenca longo, la intenseco de la batita signalo estos eksponente mildigita de la koeficiento τ/τc. Por gaŭsa lumfonto kun spektra formo, por certigi, ke la ritma frekvenco havas pli ol 90% videblecon, la rilato inter la larĝa linio de la lumfonto kaj la maksimuma sentanta longo, kiun la sistemo povas atingi, estas LMAX ~ 0,04Vg/F, kio signifas, ke por fibro kun longo de 80 km, la linio larĝa de la lumfonto estas malpli ol 100 hz. Krome, la disvolviĝo de aliaj aplikoj ankaŭ proponas pli altajn postulojn por la larĝeco de la lumfonto. Ekzemple, en la optika fibra hidrofona sistemo, la larĝeco de la lumfonto determinas la sisteman bruon kaj ankaŭ determinas la minimuman mezureblan signalon de la sistemo. En Brillouin -optika tempa domajna reflektoro (BOTDR), la mezurada rezolucio de temperaturo kaj streĉado estas ĉefe determinita per la larĝeco de la lumfonto. En resona fibra optika giro, la koherenca longo de la luma ondo povas esti pliigita reduktante la larĝan linion de la lumfonto, tiel plibonigante la fajrecon kaj resonan profundon de la resonilo, reduktante la larĝan linion de la resonilo kaj certigante la mezuran precizecon de la fibra optika girolo.
1.2 Postuloj por balaaj laseraj fontoj
Ununura ondolonga lasero havas flekseblan ondolongan agordadon, povas anstataŭigi multoblajn ellasajn fiksajn ondolongajn laserojn, redukti la koston de sistemo -konstruado, estas nemalhavebla parto de optika fibro -sentanta sistemo. Ekzemple, en spuro de gasa fibro -sento, diversaj specoj de gasoj havas malsamajn benzinajn absorbajn pintojn. Por certigi la luman absorban efikecon kiam la mezura gaso sufiĉas kaj atingas pli altan mezuran sentivecon, necesas vicigi la ondolongon de la transdona lumfonto kun la absorba pinto de la gasa molekulo. La tipo de gaso kiu povas esti detektita estas esence determinita per la ondolongo de la sentanta lumfonto. Tial, mallarĝaj liniaj larĝaj laseroj kun stabila larĝbenda agordo havas pli altan mezuran flekseblecon en tiaj sentantaj sistemoj. Ekzemple, en iuj distribuitaj optikaj fibraj sentantaj sistemoj bazitaj sur optika frekvenca domajna reflekto, la lasero devas esti rapide periode balaita por atingi altan precizan koheran detekton kaj demoduladon de optikaj signaloj, do la modulada indico de la lasera fonto havas relative altajn postulojn, kaj la balaita rapideco de la alĝustigebla lasero estas kutime bezonata de la 10a horo. Krome, la ondolongo agordebla mallarĝa larĝa lasero ankaŭ povas esti vaste uzata en lidar, lasera teleregilo kaj alt-rezolucia spektra analizo kaj aliaj sentaj kampoj. Por plenumi la postulojn de altfrekvencaj parametroj de agordado kaj potenco.
1.3 Postulo pri Blanka Lasera Lumo -Fonto
En la kampo de optika sento, altkvalita blanka lumo-lasero tre gravas por plibonigi la agadon de la sistemo. Ju pli larĝa la spektra kovrado de lasero de blanka lumo, des pli vasta ĝia apliko en optika fibro -sentanta sistemo. Ekzemple, kiam vi uzas fibran Bragg -kradon (FBG) por konstrui sensilan reton, spektran analizon aŭ agordan filtrilan kongruan metodon povus esti uzata por demodulado. La unua uzis spektrometron por rekte testi ĉiun resonan ondolongon de FBG en la reto. Ĉi -lasta uzas referencan filtrilon por spuri kaj kalibri la FBG en la sento, ambaŭ postulas larĝbendan lumfonton kiel test -lumfonton por la FBG. Ĉar ĉiu FBG -alira reto havos certan enmetan perdon, kaj havas larĝan bandon de pli ol 0,1 nm, la samtempa demodulado de multobla FBG postulas larĝbendan lumfonton kun alta potenco kaj alta larĝa bando. Ekzemple, kiam vi uzas longan periodan fibran kradon (LPFG) por sentado, ĉar la larĝa bando de ununura perda pinto estas en la ordo de 10 nm, larĝa spektra lumfonto kun sufiĉa larĝa bando kaj relative plata spektro estas bezonata por precize karakterizi ĝiajn resonajn pintajn trajtojn. Precipe, akustika fibro-krado (AIFG) konstruita per uzado de Acousto-optika efiko povas atingi agordan gamon de resona ondolongo ĝis 1000 nm per elektra agordo. Tial, dinamika krada testado kun tiel tre larĝa agordanta gamo prezentas grandan defion al la larĝa larĝa gamo de larĝa spektra lumfonto. Simile, en la lastaj jaroj, klinita Bragg -fibra krado ankaŭ estis vaste uzata en la kampo de fibro -sento. Pro ĝiaj mult-pintaj perdaj spektraj trajtoj, la ondolonga distribua gamo kutime povas atingi 40 nm. Ĝia sentanta mekanismo kutime komparas la relativan movadon inter multnombraj transdonaj pintoj, do necesas mezuri ĝian transdonan spektron tute. La larĝa bando kaj potenco de la larĝa spektra lumfonto devas esti pli altaj.
2. Esplora statuso hejme kaj eksterlande
2.1 Mallarĝa Linia Lasera Lumo -Fonto
2.1.1 Mallarĝa LineWidth Semiconductor Distribuita Retroscifa Lasero
En 2006, Cliche et al. reduktis la MHz -skalon de duonkonduktaĵoDFB -lasero(distribuita retrosciiga lasero) al KHz -skalo per elektra retrosciiga metodo; En 2011, Kessler et al. Uzis malaltan temperaturon kaj altan stabilecon ununuran kristalan kavon kombinitan kun aktiva retrosciiga kontrolo por akiri ultra-mallozan linian larĝan laseron el 40 MHz; En 2013, Peng et al akiris duonkonduktan laseron-eliron kun linia larĝo de 15 kHz per la metodo de ekstera Fabry-Perot (FP) retrospektiva alĝustigo. La elektra retrosciiga metodo ĉefe uzis la retrosciigon de la Pond-Drever-Hall-frekvenca stabiligo por redukti la laseron de la lumfonto de la lumfonto. En 2010, Bernhardi et al. produktis 1 cm da Erbium-dopita alumino FBG sur silicia rusto-substrato por akiri laseron-eliron kun linia larĝo de ĉirkaŭ 1,7 kHz. En la sama jaro, Liang et al. uzis la mem-injektan retrosciigon de malantaŭa Rayleigh-disvastigado formita de alta Q-echa muro-resonilo por duonkondukta lasero-larĝa kunpremo, kiel montrite en Figuro 1, kaj fine akiris mallarĝan linion-larĝan laseron de 160 Hz.
Fig. 1 (a) Diagramo de duonkondukta lasero-larĝa kunpremo surbaze de la mem-injekta Rayleigh-disĵetado de ekstera flustranta galeria reĝimo-resonilo;
(b) frekvenca spektro de la libera kuranta semikondukta lasero kun lineinduko de 8 MHz;
(c) Frekvenca spektro de la lasero kun line larĝa kunpremita al 160 Hz
2.1.2 Mallarĝa LineWidth Fiber Laser
Por liniaj kavaj fibraj laseroj, la mallarĝa larĝa lasera eligo de ununura longforma reĝimo estas akirita mallongigante la longon de la resonilo kaj pliigante la longforman reĝimon. En 2004, Spiegelberg et al. akiris ununuran longforman reĝimon mallarĝa larĝa lasero -eligo kun lineringulto de 2 kHz per uzado de DBR -mallonga kavo -metodo. En 2007, Shen et al. Uzis 2 cm peze erbium-dopitan silikan fibron por skribi FBG sur bi-ge-ko-dopita fotosensiva fibro, kaj kunfandis ĝin kun aktiva fibro por formi kompaktan linean kavon, igante ĝian laseron-elira linio larĝe malpli ol 1 kHz. En 2010, Yang et al. uzis 2cm tre dopitan mallongan linean kavon kombinitan kun mallarĝa bando FBG -filtrilo por akiri ununuran longforman reĝimon laseron -eligo kun linia larĝo de malpli ol 2 kHz. En 2014, la teamo uzis mallongan linean kavon (virtuala faldita ringo-resonilo) kombinita kun FBG-FP-filtrilo por akiri laseron-eliron kun pli mallarĝa linio larĝo, kiel montras Figuro 3. En 2012, Cai et al. uzis 1,4cm mallongan kavan strukturon por akiri polarigan laseron -eliron kun elira potenco pli granda ol 114 MW, centra ondolongo de 1540,3 nm, kaj linian larĝon de 4,1 kHz. En 2013, Meng et al. Uzita brillouin-disĵetado de erbium-dopita fibro kun mallonga ringa kavo de plen-biasa konservanta aparato por akiri unu-longdistancan reĝimon, malalt-fazan bruan laseron kun elira potenco de 10 MW. En 2015, la teamo uzis ringan kavon kunmetitan de 45 cm erbium-dopita fibro kiel la brillouin-disvastiga gajno por akiri malaltan sojlon kaj mallarĝan larĝan laseron.
Fig. 2 (a) Skema desegnaĵo de la lasero SLC -fibro;
(b) Linia kosto de la heterodina signalo mezurita kun 97,6 km fibra prokrasto
Afiŝotempo: Nov-20-2023