Лазерлік көздің технологиясыОптикалық талшықСезімнен
Оптикалық талшықты сезу технологиясы - бұл оптикалық талшықты технологиямен және оптикалық талшықты-оптикалық байланыс технологиясымен бірге дамыған сезім технологиясы және ол фотоэлектрлік технологиялардың белсенді салаларының біріне айналды. Оптикалық талшықты сендіргіш жүйе негізінен лазер, беріліс талшығынан, сезімтал элементінен немесе модуляция аймағынан, жарық анықтауға және басқа бөліктерден тұрады. Жарық толқынының сипаттамаларын сипаттайтын параметрлерді қарқындылығы, толқын ұзындығы, фаза, поляризация күйі және т.б., және т.б. мына параметрлер және т.б. қосылады. Мысалы, температура, қысым, қысым, ағымдық, ағымдық, ауыстырып, діріл, айналу, иілу және химиялық мөлшері, оптикалық жолға әсер еткен кезде, бұл параметрлер сәйкесінше өзгереді. Оптикалық талшықты сезу осы параметрлер мен тиісті факторлардың арасындағы байланысты тиісті физикалық шамаларды анықтауға негізделген.
Көптеген түрлері барЛазер көзіекі санатқа бөлуге болатын оптикалық талшықты сезім жүйелерінде қолданылады: келісілгенЛазер көздеріжәне жанбайтын жарық көздері, сәйкессізЖеңіл көздернегізінен қыздыру шамдары мен жарық шығаратын диодтарды қамтиды, ал когерентті жарық көздеріне қатты лазерлер, сұйық лазерлер, газ лазерлері,жартылай өткізгіш лазержінеталшықты лазер. Төменде негізіненЛазерлік жарық көзіСоңғы жылдардағы талшықты сезіну саласында кеңінен қолданылады: тар сызықтың ені Бір жиілік лазері, бір толқын ұзындығы бойынша жиіліктік лазер және ақ лазер.
1.1 Тар төс сымдарына қойылатын талаптарЛазерлі жарық көздері
Оптикалық талшықты сезімдеу жүйесін лазер көзінен, өлшенген сигнал тасқыны, лазерлік жарық көзі, лазерлік жарық көзі, мысалы, қуат тұрақтылығы, лазерлік сызық, лазерлік шу, фазалық шу және басқа параметрлер, анықтама, анықтау Дәлдік, сезімталдық және шу сипаттамалары шешуші рөлді ойнайды. Соңғы жылдары оптикалық талшықты сезімталдық жүйелердің, академия мен өнеркәсіптің жоғары қашықтықтағы ескірген жүйелерінің дамуымен лазерлік миниатюризацияның тиімділігі бар көптеген талаптар қойылды, негізінен: оптикалық жиілік доменінің рефлексі (OFD) технологиясы үйлесімді қолданады Анықтау технологиясы Жиілік доменіндегі артқы жағалаудағы шашыраңқы сигналдарды талдау, кең қамту (мың метр). Жоғары ажыратымдылықтағы (миллиметрлік деңгейдің ажыратымдылығы) және жоғары сезімталдық (-100 дБ) артықшылықтары (-100 дБ), таратылған оптикалық талшықты өлшеу және сезімтал технологияның кең мүмкіндіктері бар технологиялардың біріне айналды. OPDD технологиясының өзегі - бұл оптикалық жиілікті баптауға қол жеткізу үшін реттелетін жарық көзін пайдалану, сондықтан лазер көзінің өнімділігі ORD анықтау диапазоны, сезімталдық және ажыратымдылық сияқты негізгі факторларды анықтайды. Рефлексия нүктесі қашықтық когеренттің ұзындығына жақын болған кезде, ұрып-соғу сигналының қарқындылығы τ / τC коэффициенті бойынша экспоненциалды түрде қамтамасыз етіледі. Гауссиялық жарық көзі үшін, спектрлік пішіні бар, таймның 90% -дан асатынын қамтамасыз ету үшін, 90% -дан астам көріну, жарық көзінің сызық ені мен жүйенің қол жеткізе алатын ең максималды ұзындығы арасындағы байланыс LMAX ~ 0.04VG / f, бұл ұзындығы 80 км болатын талшық үшін, жарық көзінің ені 100 Гц-тен аз. Сонымен қатар, басқа қосымшалардың дамуы сонымен қатар жарық көзінің линодтасына қойылатын талаптарды да ұсынды. Мысалы, оптикалық талшықты гидрофондық жүйеде жарық көзінің қақпағы жүйенің шуын анықтайды, сонымен қатар жүйенің минималды өлшенетін сигналын анықтайды. Бриллон оптикалық уақытында домендік рефлектор (Botdr), температура мен стрессті өлшеу ажыратымдылығы негізінен жарық көзінің негізгі сызығымен анықталады. Резонатор талшықты оптикалық гирода жеңіл толқынның ұзындығын жеңіл көздің енін азайту арқылы көбейтуге болады, осылайша резонатордың ені мен резонанстық тереңдігін жақсартады және резонатордың енін азайтады және өлшеуді қамтамасыз етеді талшықты-оптикалық гироның дәлдігі.
1.2 Лазер көздеріне қойылатын талаптар
Толығырақ толқын ұзындығы лазерге икемді толқын ұзындығының өнімділігі бар, бірнеше шығатын толқын ұзындығы лазерлерінің орнына, жүйелік құрылыстың құнын төмендетеді, оптикалық талшықты сенсорлық жүйенің ажырамас бөлігі. Мысалы, Газды талшықты сезу кезінде, әр түрлі газдар газдың әр түрлі газ сіңіру шыңдары бар. Өлшеу газы жеткілікті және жоғары өлшеу сезімталдығына қол жеткізу үшін жеңіл сіңу тиімділігін қамтамасыз ету үшін, беріліске арналған жарық көзінің толқын ұзындығын газ молекуласының сіңіру шыңымен туралау қажет. Анықтауға болатын газдың түрі сезімталдық көздің толқын ұзындығымен айтарлықтай анықталады. Сондықтан, тұрақты кең жолақты түрде реттелген лазерлер осындай сезім жүйелерінде жоғары өлшеу икемділігі бар тар төс ілулі лазерлер. Мысалы, кейбір таратылған оптикалық талшықты сезімтал жүйелерде оптикалық жиіліктің рефлексиясы негізінде, лазерді мезгіл-мезгіл мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл-мезгіл лазерлік сигналдардың демодуляциясына қол жеткізуі керек, сондықтан лазер көзінің модуляциясы салыстырмалы түрде жоғары талаптарға ие болуы керек , және реттелетін лазердің жылдамдығы, әдетте, кешкі 10-ға / мкс -ке дейін қажет. Сонымен қатар, толқын ұзындығының лазерлі лазерін LASER лазерінде, лазерлік қашықтан зондтау және жоғары ажыратымдылықтағы спектрлік талдаулар және басқа сенсорлық өрістерде де кеңінен қолдануға болады. Тюнинг өткізу қабілетінің жоғары өнімділігі, тюнинг дәлдігі және талшықты сезіну саласындағы бір толқын ұзындығы лазерлерінің жылдамдығы туралы талаптарды орындау үшін, соңғы жылдары баптауға арналған талшықты талшықты лазерлерді зерттеудің жалпы мақсаты - жоғары деңгейге жету үшін Ультра тар лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі, ультра-төмен фазалық шуды ұстану және Ультра тұрақты шығу жиілігі және қуаты.
1.3 Ақ лазерлік жарық көзіне сұраныс
Оптикалық сезімдеу саласында сапалы ақ ашық лазер жүйенің жұмысын жақсарту үшін үлкен мәнге ие. Ақ жарық лазерінің спектрі кеңінен қамту, оның оптикалық талшықты сенсорлық жүйесінде қолданылуы көбірек. Мысалы, сенсорлық желіні құру үшін (FBG) сенсор желісін, спектрлік анализді немесе спутниктік сәйкестендіру әдісін демодуляция үшін пайдалануға болады. Біріншісі желідегі FBG резонантты толқын ұзындығын тікелей сынайтын спектрометрді қолданды. Соңғысы FBG-ді сенсорға бақылау және калибрлеу үшін сілтеме сүзгісін қолданады, екеуі де кең жолақты жарық көзін FBG үшін сынақ белгісі ретінде қажет етеді. Әрбір FBG қатынасы желісі белгілі бір кірістің жоғалуына ие болады және өткізу қабілеті 0,1 нм-ге ие, бірнеше FBG-дің бір уақытта демодулуляциясы жоғары қуат пен жоғары өткізу қабілеті бар кең жолақты жарық көзі қажет. Мысалы, сенсорға арналған ұзақ кезеңді талшықтарды (LPFG) пайдалану кезінде, өйткені бір жеңілдік шыңының өткізу қабілеттілігі 10 нм-ге сәйкес келеді, өйткені оның резонансын дәл сипаттау үшін жеткілікті мөлшерде өткізілген және салыстырмалы түрде тегіс спектрі бар кең спектрлі жарық көзі қажет Шың сипаттамалары. Атап айтқанда, акустикалық талшықты торға (AIFG) акустикалық талшықты торға (AIFG) салынған акусто-оптикалық әсерді пайдалану арқылы салынған резонанстық толқын ұзындығының рульдік диапазонына, электрлік реттеу арқылы 1000 нм дейін. Сондықтан, осындай ультра -ы баптау диапазонымен динамикалық торлы тестілеу кең спекторлы жарық көзінің өткізу қабілеттілігінің диапазонына үлкен қиындық тудырады. Сол сияқты, соңғы жылдары қисайған брагг талшықты торы да талшықты сезіну саласында кеңінен қолданылған. Мульти росмостумның сипаттамаларына байланысты толқын ұзындығының таралуы әдетте 40 нмге жетеді. Оның сезгіш механизмі әдетте бірнеше беріліс шыңдары арасындағы салыстырмалы қозғалысты салыстыру үшін, сондықтан оны тарату спектрін толығымен өлшеу қажет. Кең спектрлі жарық көзінің өткізу қабілеттілігі мен қуаты жоғары болуы керек.
2. Үйдегі және шетелдегі зерттеу мәртебесі
2.1 Тар лазерлік жарық көзі
2.1.1 Тарлылғышы жартылай өткізгіш таратылған кері байланыс лазері
2006 жылы Cliche және al. Жартылай өткізгіштің МГц масштабын қысқарттыDFB лазері(кері байланыс лазері) Электр кері байланыс әдісін қолдана отырып, ХZ шкаласына; 2011 жылы Кесслер және басқалар. төмен температуралы және жоғары тұрақтылықты пайдаланып, 40 МГц лазерлі лазерлі ультракүлгін лазер шығаратын белсенді кері байланыстармен біріктірілген бірыңғай кристалды қуыс; 2013 жылы PEG және Al Сыртқы Fabry-Perot (FP) кері байланысын реттеу әдісімен 15 кГц-нің жартылай өткізгіш шығармасын алды. Электрлік кері байланыс әдісі негізінен, жарықтандырғыштың лазерлік сызығының лазерлік сызығының жиілігін тұрақтандыру кері байланысын пайдаланады. 2010 жылы Бернхарди және басқалар. Лазерлік шығынды 1,7 кГц сызығы бар лазерлік шығатын лазерлік шығатын 1 см эрбий-допед алюминий FBG-де шығарды. Сол жылы, Лян және басқалар. 1-суретте көрсетілгендей жартылай өткізгіш лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлі лазерлік лазерлі сығымдау үшін жоғары-Q Raysh шашырауының өздігінен инъекциялық кері байланысын қолданды.
1-сурет (а) сыртқы сыбырлайтын галерея режимінің резонаторының сыртқы сыбайлас етінен шашырауға негізделген жартылай өткізгіш лазерлік лазерлік лазерлік лазерлік лазерлік лазерлік лазерлік сығу диаграммасы;
(б) 8 МГц-нің лазерлі жартылай өткізгіш лазерінің жиілік спектрі;
(c) лазердің жиілік спектрі 160 Гц сығылған лазердің спектрі
2.1.2 Тарлылықтың талшықты лазері
Сызықтық қуысының талшықты лазерлері үшін, бір бойлық режимнің лазерлі лазерлі лазер шығарылымы резонистің ұзындығын қысқарып, бойлық режим аралығын арттыру арқылы алынады. 2004 жылы Spiegelberg және Al. DBR ҚОСЫМША ҚҰРЫЛЫС әдісімен 2 кГц лазерлі лазерлі лазер шығаратын бір бойлық режимді алды. 2007 жылы Шэн және басқалар. BI-GE коэффициенті бар фотерлендірілген талшыққа FBG-ді екі см қатты эрбий талшығын қолданды және оны шағын сызықтық қуысты қалыптастыру үшін оны белсенді талшықпен араластырды және оны 1 кГц-тен аз етіп жасайды. 2010 жылы Ян және басқалар. Желінің ені 2 кГц-тен кем сызықпен лазер шығысының лазерлі шығарылуына арналған 2 см қысқа сызықты қуысымен біріктірілген. 2014 жылы команда қысқа сызықтық қуысты (виртуалды бүктелген сақиналық резонатор) қолданды, 3-суретте көрсетілгендей, тардың ені бар, лазер шығысының ені бар фбг-FP сүзгісімен біріктірілген. 2012 жылы, CAI және Al. Шығарылатын лазер шығаратын 1,4 см қысқа қуысының құрылымын, шығыс қуаты 114 МВт-тан асады, орталық толқын ұзындығы 1540,3 нм, ал ені 4,1 кГц. 2013 жылы MEG және Al. Бір бойлық режимнің қысқа сақинасы бар эрбий-доптикалық талшықтардың бриллибрді шашырауы, бір бойлық режимді, аз фазалы шу лазерінің шығыс қуаты 10 МВт. 2015 жылы команда 45 см эрбийдің доп-доп-талшығынан тұратын ринг қуысын, бриллой шашыраңқы талшықтан тұрады, бұл төменгі шекті және тар төс ілулі лазер шығару үшін.
2-сурет (а) SLC талшықты лазерінің схемалық сызбасы;
(b) 97,6 км талшықты кешіктірумен өлшенген гетеродин сигналының Lineshape
POST TIME: NOV-20-2023