ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंगसाठी लेझर स्रोत तंत्रज्ञान भाग दोन
२.२ एकल तरंगलांबी स्वीपलेझर स्रोत
लेझर सिंगल वेव्हलेंथ स्वीपची अंमलबजावणी मूलतः उपकरणाच्या भौतिक गुणधर्मांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी असते.लेझरकॅव्हिटीमध्ये (सामान्यतः ऑपरेटिंग बँडविड्थची मध्यवर्ती तरंगलांबी) दोलायमान अनुदैर्ध्य मोडचे नियंत्रण आणि निवड साध्य करण्यासाठी, जेणेकरून आउटपुट तरंगलांबी ट्यून करण्याचा उद्देश पूर्ण होईल. या तत्त्वावर आधारित, १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला, लेझरच्या परावर्तक टोकाच्या पृष्ठभागाऐवजी परावर्तक विवर्तन जाळी वापरून आणि विवर्तन जाळीला हाताने फिरवून व ट्यून करून लेझर कॅव्हिटी मोड निवडून, ट्यूनेबल फायबर लेझर्सची निर्मिती प्रामुख्याने साध्य केली गेली. २०११ मध्ये, झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अरुंद लाइनविड्थसह एकल-तरंगलांबी ट्यूनेबल लेझर आउटपुट साध्य करण्यासाठी ट्यूनेबल फिल्टर्सचा वापर केला. २०१६ मध्ये, रेले लाइनविड्थ कॉम्प्रेशन यंत्रणा दुहेरी-तरंगलांबी कॉम्प्रेशनसाठी लागू केली गेली, म्हणजेच, दुहेरी-तरंगलांबी लेझर ट्यूनिंग साध्य करण्यासाठी FBG वर ताण दिला गेला आणि त्याच वेळी आउटपुट लेझर लाइनविड्थचे निरीक्षण केले गेले, ज्यामुळे ३ nm ची तरंगलांबी ट्यूनिंग श्रेणी प्राप्त झाली. अंदाजे ७०० Hz च्या लाइनविड्थसह दुहेरी-तरंगलांबी स्थिर आउटपुट. २०१७ मध्ये, झू आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी... संपूर्ण-ऑप्टिकल ट्यूनेबल फिल्टर बनवण्यासाठी ग्राफीन आणि मायक्रो-नॅनो फायबर ब्रॅग ग्रेटिंगचा वापर केला, आणि ब्रिलुइन लेझर नॅरोइंग तंत्रज्ञानासह एकत्रित करून, १५५० nm जवळ ग्राफीनच्या फोटोथर्मल प्रभावाचा वापर करून ७५० Hz इतकी कमी लेझर लाइनविड्थ आणि ३.६७ nm च्या तरंगलांबीच्या श्रेणीमध्ये ७०० MHz/ms चे फोटोनियंत्रित जलद आणि अचूक स्कॅनिंग साध्य केले. आकृती ५ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वरील तरंगलांबी नियंत्रण पद्धत मूलतः लेझर कॅव्हिटीमधील डिव्हाइसच्या पासबँड केंद्र तरंगलांबीमध्ये प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे बदल करून लेझर मोड निवड साध्य करते.
आकृती ५ (अ) प्रकाशीय-नियंत्रित तरंगलांबी- प्रयोगाची मांडणीट्यूनेबल फायबर लेझरआणि मापन प्रणाली;
(ब) नियंत्रक पंपाच्या वाढीसह आउटपुट २ वरील आउटपुट स्पेक्ट्रा
२.३ पांढरा लेझर प्रकाश स्रोत
पांढऱ्या प्रकाश स्रोताच्या विकासाने हॅलोजन टंगस्टन दिवा, ड्युटेरियम दिवा यांसारखे विविध टप्पे अनुभवले आहेत.सेमीकंडक्टर लेझरआणि सुपरकंटिन्युम प्रकाश स्रोत. विशेषतः, सुपरकंटिन्युम प्रकाश स्रोत, अति-क्षणिक शक्ती असलेल्या फेमटोसेकंद किंवा पिकोसेकंद स्पंदांच्या उत्तेजनाखाली, वेव्हगाईडमध्ये विविध स्तरांचे अरेखीय परिणाम निर्माण करतो आणि स्पेक्ट्रम मोठ्या प्रमाणात विस्तृत होतो, जो दृश्य प्रकाशापासून जवळच्या इन्फ्रारेडपर्यंतचा बँड व्यापू शकतो आणि त्यात मजबूत सुसंगतता असते. याव्यतिरिक्त, विशेष फायबरचे प्रकीर्णन आणि अरेखीयता समायोजित करून, त्याचा स्पेक्ट्रम मध्य-इन्फ्रारेड बँडपर्यंत देखील वाढवता येतो. या प्रकारच्या लेझर स्रोताचा उपयोग ऑप्टिकल कोहेरन्स टोमोग्राफी, वायू शोधन, जैविक इमेजिंग इत्यादी अनेक क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला गेला आहे. प्रकाश स्रोत आणि अरेखीय माध्यमाच्या मर्यादेमुळे, सुरुवातीचा सुपरकंटिन्युम स्पेक्ट्रम मुख्यत्वे सॉलिड-स्टेट लेझरद्वारे ऑप्टिकल ग्लास पंप करून दृश्य श्रेणीतील सुपरकंटिन्युम स्पेक्ट्रम तयार करून बनवला जात होता. तेव्हापासून, ऑप्टिकल फायबर त्याच्या मोठ्या अरेखीय गुणांक आणि लहान ट्रान्समिशन मोड फील्डमुळे वाइडबँड सुपरकंटिन्युम निर्माण करण्यासाठी हळूहळू एक उत्कृष्ट माध्यम बनले आहे. मुख्य नॉनलाइनर परिणामांमध्ये फोर-वेव्ह मिक्सिंग, मॉड्युलेशन अस्थिरता, सेल्फ-फेज मॉड्युलेशन, क्रॉस-फेज मॉड्युलेशन, सॉलिटॉन स्प्लिटिंग, रमन स्कॅटरिंग, सॉलिटॉन सेल्फ-फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट इत्यादींचा समावेश होतो, आणि प्रत्येक परिणामाचे प्रमाण उत्तेजन पल्सच्या पल्स रुंदीनुसार आणि फायबरच्या डिस्पर्शननुसार देखील भिन्न असते. सर्वसाधारणपणे, सध्या सुपरकंटिन्युम प्रकाश स्रोताचे मुख्य लक्ष लेझरची शक्ती वाढवणे आणि स्पेक्ट्रल रेंजचा विस्तार करणे यावर आहे, आणि त्याच्या कोहेरन्स नियंत्रणाकडे लक्ष दिले जात आहे.
३ सारांश
या शोधनिबंधात फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञानाला आधार देण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या लेझर स्रोतांचा सारांश आणि आढावा घेतला आहे, ज्यामध्ये नॅरो लाइनविड्थ लेझर, सिंगल फ्रिक्वेन्सी ट्यूनेबल लेझर आणि ब्रॉडबँड व्हाइट लेझर यांचा समावेश आहे. फायबर सेन्सिंगच्या क्षेत्रात या लेझर्सच्या वापराच्या आवश्यकता आणि विकासाची सद्यस्थिती तपशीलवार सादर केली आहे. त्यांच्या आवश्यकता आणि विकासाच्या सद्यस्थितीचे विश्लेषण करून असा निष्कर्ष काढला आहे की, फायबर सेन्सिंगसाठी आदर्श लेझर स्रोत कोणत्याही बँडवर आणि कोणत्याही वेळी अत्यंत अरुंद आणि अत्यंत स्थिर लेझर आउटपुट साध्य करू शकतो. म्हणून, आम्ही नॅरो लाइनविड्थ लेझर, ट्यूनेबल नॅरो लाइनविड्थ लेझर आणि विस्तृत गेन बँडविड्थ असलेल्या व्हाइट लाइट लेझरपासून सुरुवात करतो आणि त्यांच्या विकासाचे विश्लेषण करून फायबर सेन्सिंगसाठी आदर्श लेझर स्रोत साकार करण्याचा एक प्रभावी मार्ग शोधतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २१ नोव्हेंबर २०२३