ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સેન્સિંગ માટે લેસર સોર્સ ટેકનોલોજી ભાગ બે

ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સેન્સિંગ માટે લેસર સોર્સ ટેકનોલોજી ભાગ બે

૨.૨ સિંગલ વેવલેન્થ સ્વીપલેસર સ્ત્રોત

લેસર સિંગલ વેવલેન્થ સ્વીપનો અમલ મૂળભૂત રીતે ઉપકરણના ભૌતિક ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરવા માટે છેલેસરપોલાણ (સામાન્ય રીતે ઓપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થની કેન્દ્ર તરંગલંબાઇ), જેથી પોલાણમાં ઓસીલેટીંગ રેખાંશ મોડનું નિયંત્રણ અને પસંદગી પ્રાપ્ત કરી શકાય, જેથી આઉટપુટ તરંગલંબાઇને ટ્યુન કરવાનો હેતુ પ્રાપ્ત કરી શકાય. આ સિદ્ધાંતના આધારે, 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, ટ્યુનેબલ ફાઇબર લેસરોની અનુભૂતિ મુખ્યત્વે લેસરના પ્રતિબિંબિત અંતને પ્રતિબિંબિત વિવર્તન ગ્રેટિંગથી બદલીને, અને લેસર પોલાણ મોડને મેન્યુઅલી ફેરવીને અને ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગને ટ્યુન કરીને પસંદ કરીને પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી. 2011 માં, ઝુ એટ અલ. એ સાંકડી લાઇનવિડ્થ સાથે સિંગલ-તરંગલંબાઇ ટ્યુનેબલ લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે ટ્યુનેબલ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કર્યો. 2016 માં, રેલે લાઇનવિડ્થ કમ્પ્રેશન મિકેનિઝમ ડ્યુઅલ-તરંગલંબાઇ કમ્પ્રેશન પર લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું, એટલે કે, ડ્યુઅલ-તરંગલંબાઇ લેસર ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે FBG પર તણાવ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો, અને આઉટપુટ લેસર લાઇનવિડ્થનું નિરીક્ષણ તે જ સમયે કરવામાં આવ્યું હતું, જેનાથી 3 nm ની તરંગલંબાઇ ટ્યુનિંગ રેન્જ પ્રાપ્ત થઈ હતી. આશરે 700 Hz ની લાઇન પહોળાઈ સાથે ડ્યુઅલ-તરંગલંબાઇ સ્થિર આઉટપુટ. 2017 માં, ઝુ એટ અલ. ઓલ-ઓપ્ટિકલ ટ્યુનેબલ ફિલ્ટર બનાવવા માટે ગ્રાફીન અને માઇક્રો-નેનો ફાઇબર બ્રેગ ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને બ્રિલૌઇન લેસર નેરોઇંગ ટેકનોલોજી સાથે મળીને, 1550 nm ની નજીક ગ્રાફીનની ફોટોથર્મલ અસરનો ઉપયોગ કરીને 750 Hz જેટલી ઓછી લેસર લાઇનવિડ્થ અને 3.67 nm ની તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં 700 MHz/ms નું ફોટોકંટ્રોલ્ડ ઝડપી અને સચોટ સ્કેનિંગ પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 5 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ઉપરોક્ત તરંગલંબાઇ નિયંત્રણ પદ્ધતિ મૂળભૂત રીતે લેસર પોલાણમાં ઉપકરણના પાસબેન્ડ કેન્દ્ર તરંગલંબાઇને સીધા કે પરોક્ષ રીતે બદલીને લેસર મોડ પસંદગીને સાકાર કરે છે.

આકૃતિ 5 (a) ઓપ્ટિકલ-નિયંત્રણક્ષમ તરંગલંબાઇનું પ્રાયોગિક સેટઅપ-ટ્યુનેબલ ફાઇબર લેસરઅને માપન પ્રણાલી;

(b) કંટ્રોલિંગ પંપના વધારા સાથે આઉટપુટ 2 પર આઉટપુટ સ્પેક્ટ્રા

૨.૩ સફેદ લેસર પ્રકાશ સ્ત્રોત

શ્વેત પ્રકાશ સ્ત્રોતના વિકાસમાં હેલોજન ટંગસ્ટન લેમ્પ, ડ્યુટેરિયમ લેમ્પ જેવા વિવિધ તબક્કાઓનો અનુભવ થયો છે.સેમિકન્ડક્ટર લેસરઅને સુપરકોન્ટિનિયમ પ્રકાશ સ્ત્રોત. ખાસ કરીને, સુપરકોન્ટિનિયમ પ્રકાશ સ્ત્રોત, સુપર ક્ષણિક શક્તિ સાથે ફેમટોસેકન્ડ અથવા પિકોસેકન્ડ પલ્સના ઉત્તેજના હેઠળ, વેવગાઇડમાં વિવિધ ક્રમની બિનરેખીય અસરો ઉત્પન્ન કરે છે, અને સ્પેક્ટ્રમ મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત થાય છે, જે દૃશ્યમાન પ્રકાશથી નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સુધીના બેન્ડને આવરી શકે છે, અને મજબૂત સુસંગતતા ધરાવે છે. વધુમાં, ખાસ ફાઇબરના વિક્ષેપ અને બિનરેખીયતાને સમાયોજિત કરીને, તેના સ્પેક્ટ્રમને મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ સુધી પણ વિસ્તૃત કરી શકાય છે. આ પ્રકારના લેસર સ્ત્રોતનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ કોહેરન્સ ટોમોગ્રાફી, ગેસ શોધ, જૈવિક ઇમેજિંગ વગેરે જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં મોટા પ્રમાણમાં કરવામાં આવ્યો છે. પ્રકાશ સ્ત્રોત અને બિનરેખીય માધ્યમની મર્યાદાને કારણે, પ્રારંભિક સુપરકોન્ટિનિયમ સ્પેક્ટ્રમ મુખ્યત્વે સોલિડ-સ્ટેટ લેસર પમ્પિંગ ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ દ્વારા દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં સુપરકોન્ટિનિયમ સ્પેક્ટ્રમ ઉત્પન્ન કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો. ત્યારથી, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ધીમે ધીમે તેના મોટા નોનરેખીય ગુણાંક અને નાના ટ્રાન્સમિશન મોડ ક્ષેત્રને કારણે વાઇડબેન્ડ સુપરકોન્ટિનિયમ ઉત્પન્ન કરવા માટે એક ઉત્તમ માધ્યમ બની ગયું છે. મુખ્ય બિનરેખીય અસરોમાં ચાર-તરંગ મિશ્રણ, મોડ્યુલેશન અસ્થિરતા, સ્વ-તબક્કો મોડ્યુલેશન, ક્રોસ-તબક્કો મોડ્યુલેશન, સોલિટોન સ્પ્લિટિંગ, રમન સ્કેટરિંગ, સોલિટોન સ્વ-આવર્તન શિફ્ટ, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે, અને દરેક અસરનું પ્રમાણ ઉત્તેજના પલ્સની પલ્સ પહોળાઈ અને ફાઇબરના વિક્ષેપ અનુસાર પણ અલગ છે. સામાન્ય રીતે, હવે સુપરકોન્ટિનિયમ પ્રકાશ સ્ત્રોત મુખ્યત્વે લેસર શક્તિને સુધારવા અને સ્પેક્ટ્રલ શ્રેણીને વિસ્તૃત કરવા તરફ છે, અને તેના સુસંગતતા નિયંત્રણ પર ધ્યાન આપો.

૩ સારાંશ

આ પેપર ફાઇબર સેન્સિંગ ટેકનોલોજીને ટેકો આપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા લેસર સ્ત્રોતોનો સારાંશ અને સમીક્ષા કરે છે, જેમાં નેરો લાઇનવિડ્થ લેસર, સિંગલ ફ્રીક્વન્સી ટ્યુનેબલ લેસર અને બ્રોડબેન્ડ વ્હાઇટ લેસરનો સમાવેશ થાય છે. ફાઇબર સેન્સિંગના ક્ષેત્રમાં આ લેસરોની એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓ અને વિકાસ સ્થિતિનો વિગતવાર પરિચય આપવામાં આવ્યો છે. તેમની જરૂરિયાતો અને વિકાસ સ્થિતિનું વિશ્લેષણ કરીને, એવું તારણ કાઢવામાં આવે છે કે ફાઇબર સેન્સિંગ માટે આદર્શ લેસર સ્ત્રોત કોઈપણ બેન્ડ અને કોઈપણ સમયે અલ્ટ્રા-નેરો અને અલ્ટ્રા-સ્ટેબલ લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તેથી, અમે નેરો લાઇન વિડ્થ લેસર, ટ્યુનેબલ નેરો લાઇન વિડ્થ લેસર અને વાઇડ લાઇટ લેસર સાથે વાઇડ ગેઇન બેન્ડવિડ્થથી શરૂઆત કરીએ છીએ, અને તેમના વિકાસનું વિશ્લેષણ કરીને ફાઇબર સેન્સિંગ માટે આદર્શ લેસર સ્ત્રોતને સાકાર કરવાની અસરકારક રીત શોધીએ છીએ.