Laser boarne technology foaroptyske glêstriedit gefoel fan diel
Optyske glêstried senseare technology is in soarte fan sensefoto ûntwikkele tegearre mei optyske glêstmology en optyske glêstmunikaasje-technology, en it is ien fan 'e meast aktive tûken wurden fan fotokolle technology. Optyske firzer Sensysteem is fral gearstald út Laser, oerstjoerfaser, sensearje elemint as modulaasjebiet, ljochte deteksje en oare dielen. De parameters beskriuwe de skaaimerken fan ljochte golf omfetsje yntensiteit, golflingte, faze, Polarisaasjesteat, ensfh. Dizze parameters kinne wurde feroare troch eksterne ynfloeden yn optyske glêstriedingstrede. Bygelyks, as temperatuer, druk, druk, hjoeddeistich, Vibraasje, rotaasje, bûging en gemyske hoemannichte beynfloedzje it optysk paad, dizze parameters feroarje. Optyske glêstrieding is basearre op 'e relaasje tusken dizze parameters en eksterne faktoaren om de oerienkommende fysike hoemannichten te detektearjen.
D'r binne in protte soartenLaser Boarnebrûkt yn optyske glêstried sensesystemen, dy't kinne wurde ferdield yn twa kategoryen: gearhingjendLaser Boarnenen ynkoherente ljochte boarnen, ynkoherentLichte boarnenomfetsje foaral gloeil ljocht en ljochtemittende dioden, en gearhingjende ljochte boarnen omfetsje solide lasers, floeibere lasers, gaslasers,Semiconductor LaserenFiber Laser. It folgjende is fral foar deLaser LjochtboarneByrely brûkt yn 't fjild fan glêsspersing de lêste jierren: smelde breedte fan ien-frekwinsje Laser, ien golflingte sweepefoardering laser en wite laser.
1.1 easken foar smelle linewidthLaser Ljochtboarnen
Opstellingssysteem foar optyske glêstried kin net skieden wurde fan 'e Laserboarne, lykas de mjittende sinjaalswinkel sels, faze-lûdsnelen fan systeemfergriemen, detektiviteiten, gefoelichheid en lûdsfeartpersoanen spielje in beslissende rol. De lêste jierren, mei de ûntwikkeling fan 'e lange-ôfstân Ultra-firch-sinneskynstes, hawwe akademyske easken fan LaseReRe-detecturisaasje (OFDR) Percase-signalen fan optyske fibers yn it frekwinsje-domein, mei in brede dekking (tûzenen meter). De foardielen fan hege resolúsje (resolúsje fan millimeter) en hege gefoelichheid (oant -100 DBM) binne ien fan 'e technologyen mei brede applikaasje-perspektiven by it fersprieden fan optyske glêstried en sensearingstechnology. De kearn fan fan ofdr-technology is om tunieren te brûken om optyske frekwinsje te berikken, sadat de prestaasjes fan 'e laserboarne de kaai-faktoaren hawwe, lykas ofdrêdinggeand, gefoelichheid en resolúsje. As de refleksjeôfstân tichtby is is tichtby de lingte fan 'e gearhing, sil de yntinsiteit fan' e beat-sinjaal eksponentieel wurde fersmoarge troch de koëffisjint τ / τc. Foar in Gaussiaanske ljochtboarne mei in spektrale foarm, om te soargjen dat de sicht fan 90% fan 'e ljochte fan' e ljochte fan 'e ljochte is, wat foar in lingte fan 80 km, de ljochte fan' e ljochte fan 'e ljochte fan' e Ljochtboarne minder is. Derneist hawwe de ûntwikkeling fan oare applikaasjes ek hegere easken foar de Linewidth fan 'e Ljochtboarne. Bygelyks, yn 'e optyske glêstrieding bepaalt de lindewide fan' e ljochte boarne it systeem lûd en bepaalt ek it minimale mjitbere sinjaal fan it systeem. Yn Brillouin Optical Time domein reflektor (botdr), de mjittingresolúsje fan temperatuer en stress wurdt fral bepaald troch de linebreedte fan 'e ljochtboarne. Yn in resonator-glêstried is, kin de koherence-lingte fan 'e ljochte welle wurde ferhege troch de ljochte breedte te ferminderjen, wêrtroch de ljochte breedte fan' e resonator ferbetterje, en soarget foar de mjitskrekkende fan 'e glêstried fan' e glêstried fan 'e glêstried fan' e glêstried fan 'e glêstried.
1.2 Easken foar sweep-laserboarnen
Single golflengte laser hat fleksibele ôfwiking fan Flexible Tuning, kinne ferfange, kinne ferfange, kin de kosten fan systeemkonstruksje ferfange, is in ûnmisber diel fan optysk glêstried. Bygelyks, yn spoaren gas Gas Fiber Sensing hawwe ferskillende soarten gassen ferskillende sykwurden. Om te soargjen dat de ljochte opname-effisjinsje is, as it mjitzassen genôch is en berikke yn 'e hegere mjittingsensitiviteit, om de golflingte te rjochtsjen fan' e oerdrachtljochtboarne mei de opnamepakel fan 'e gasmolekule. It soarte gas dat kin wurde detekteare wurdt yn essinsje bepaald troch de golflingte fan 'e sinnende ljochtboarne. Dêrom, smelle linewurkjende laken mei stabile breedbânstunende prestaasjes hawwe hegere mjitflextibiliteit yn sokke sensearingen. Bygelyks, yn guon ferspraat optyske glêstried systemen op basis fan tapassing fan Optical Frequys, sadat de modulaasje fan 'e lase-snelheid fan' e ferstelbere laser is om 10 oere te berikken om 10 oere / μ te berikken. Derneist is de golflingte tunable-linewidth-laser ek breed brûkt yn 'e lid fan Lidar, Laser op ôfstân en hege resolúsje-spektrale analyse en oare sensearjende fjilden. Om oan te foldwaan oan 'e easken fan' e hege prestaasjes fan 'e tiid fan hege prestaasjes fan bandbreedte, ôfstimme fan' e krektens fan single-golflingen op it punt om te berikken op 'e basis fan it opfolgjen fan ultra-smel Laser Laser Linewidth, Ultra-lege fase lûd, en Ultra-stable útstapfrekwinsje en krêft.
1,3 fraach nei wite laserljochtboarne
Op it mêd fan optyske sensearende, hege kwaliteit wite ljochte laser fan grutte betsjutting om de prestaasjes fan it systeem te ferbetterjen. De breder de spektrum dekking fan wite ljocht laser, hoe wiidweidige syn applikaasje yn optyske glêstriedenssysteem. Bygelyks, by it brûken fan Fibr Bragg Grap (FBG) om in sensor netwurk te konstruearjen, spektrale analyse as tunende filterpunten koe wurde brûkt foar dejodulaasje. De eardere brûkte in spektrometer om elke FBG-resonante golflingte direkt te testen yn it netwurk. Dat lêste brûkt in referinsjilter om de FBG te folgjen en kalibrearje yn 'e sensueren, dy't beide in breedbânboarne fereaskje as in testljochtboarne foar de FBG. Om't elk tagong ta FBG-tagong hat, en hat in bânferlies, en hat in bânbreedte fan mear dan 0,1 NM, de tagelyk dejodulaasje fan meardere FBG fereasket in breedbânboarne mei hege macht en hege bânbreedte. Bygelyks, bygelyks gebrûk fan lange perioade glêd (LPFG), om't de bandbreedte fan in ien-ferlies peak is yn 'e folchoarder fan 10 NM, in brede spektrum en relatyf platte spektrum om har resonante peak-skaaimerken te karakterisearjen. Yn 'e bepaalde, akoestyske glêstried (AIFG) boud (AIFG) troch gebrûk fan Acousto-optysk effekt kin in ôfstimming fan resonante golflingte oant 1000 nm berikke oant 1000 nm troch middel fan elektryske tuning. Dêrom, dynamyske weidzje testen mei sa'n Ultra-Wide-tuning-berik poseart in geweldige útdaging oan it bandbreedte berik fan in brede spektrumljochtboarne. Likemin is de lêste jierren, tichte binne tilted bragg glêstried is ek breed brûkt yn it fjild fan glêstried. Fanwegen syn multi-peakferlies Spectrum-skaaimerken, kin it golflingte ferdielingsferdieling normaal 40 nm berikke. It gefoel-meganisme is normaal om de relative beweging te ferlykjen ûnder meardere oerdracht toppen, dus it is needsaaklik om syn útspriedingspektrum folslein te mjitten. De bânbreedte en krêft fan 'e brede spektrum-ljochtboarne binne ferplicht om heger te wêzen.
2. Undersykstatus thús en yn it bûtenlân
2.1 smelle linewidth laser ljochtboarne
2.1.1 smelle linewidth semiconductor ferspraat feedback laser
Yn 2006 et al. fermindere de MHZ-skaal fan SemiconductorDFB Laser(ferspraat feedback laser) nei KHZ-skaal mei help fan elektryske feedback-metoade; Yn 2011, Kessler et al. Brûkte lege temperatuer en hege stabiliteit Single Crystal Holtity kombineare mei aktive feedback-kontrôle om Ultra-smelle Linewidth Laserútdiel fan 40 MHz te krijen; Yn 2013 krige Peng et al in semikûnen Laser-útfier mei in linewiden fan 15 KHZ troch de metoade fan 'e metoade fan eksterne Fabry-perot (FP) feedback-oanpassing. De elektryske feedmetoade brûkte foaral de frekwinsje fan Pond-Drever-Hall Frekilisaasje-frekwinsje om de laserline fan 'e linebreedte fan' e ljochtboarne te meitsjen. Yn 2010, Bernhardi et al. Produsearre 1 sm fan Erbium-Doped Alumina FBG op in silisium oxide-substraat om in laserútfier te krijen mei in linebreedte fan sawat 1,7 kHz. Yn itselde jier, liang et al. Brûkte de feedback fan selsynjeksje fan 'e efterút riech-scathering foarme troch in hege-Q echo-muorre fan Laser-breedte Kompresje, en lang om let in smelwei-breedte laserútdiel fan 160 Hz.
Fig. 1 (a) Diagram fan Semiconductor Laser Linewidth-kompresje basearre op 'e selsynjeksje Rayle-scattering fan Eksterne Whispering-modus-resonator;
(b) frekwinsje spektrum fan 'e fergese rinnende semiconductor Laser mei linebreedte fan 8 mhz;
(c) frekwinsje spektrum fan 'e laser mei linewidth komprimeare nei 160 Hz
2.1.2 smelle linewerdelte glêstried laser
Foar lineêre holtexex-lasers, de smilters, wurdt de smaachline-útfier fan inkele longitudale modus krigen troch de lingte fan 'e resonator te meitsjen en it longitudinale modus ynterval te ferheegjen. Yn 2004, Spiegelberg et al. krige in inkele longitudinale modus smel Linewide-outh-útfier mei in linebreedte fan 2 khz troch te brûken fan dr-koarte holte-metoade. Yn 2007 Shen et al. Brûkte in 2 sm erbium-doped silisi-fiork om fbg te skriuwen op in BI-ge-dûbele fotosferbûste fasator, en it meitsjen fan in kompakte lineêre holte, wêrtroch't de lineerútwapenswapens makket minder dan 1 kHz. Yn 2010, Yang et al. Brûkte in 2cm heech doped koarte lineêre holte kombineare mei in smelbân FBG-filter om in Laser-modus te krijen mei in linebreedte fan minder dan 2 KHZ. Yn 2014 brûkte it team in koarte lineêre holte (firtuele foldwinning) kombineare mei in FBG-FP-filter om in laser-útfier te krijen mei in smeller line breedte, lykas werjûn yn 2012, Cai et al. Brûkte in 1,4CM koarte holte fan koarte holte om in polarisearjen fan laser-útfier te krijen mei in útfiergrutte as 114 mw, in sintrale golflingte fan 1540,3 nm, en in line breedte fan 4,1 kHz. Yn 2013, Meng et al. Brûkte briljetten ferspraat fan Erbium-doped glêstried mei in koarte riemholte fan in folslein behâld fan in folsleine bias om ien-longitudinale modus te krijen, lege faze Laser-lûd út mei in útfierkrêft fan 10 mw. Yn 2015 brûkte it team in ringholte gearstald út 45 sm erbium-doped glêstried as it briljetten ferachting fan middel om in lege drompel te krijen en smaverde linewidth laserútfier.
Fig. 2 (a) skematyske tekening fan 'e SLC-glêstried Laser;
(b) lineshape fan 'e Heterodyne-sinjaal mjitten mei 97,6 km Fiber-fertraging
Posttiid: NOV-20-2023