石巖ASE寬帶激光光源應(yīng)用

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-03-20

白光光源的發(fā)展經(jīng)歷了鹵鎢燈、氘燈、半導(dǎo)體激光器、超連續(xù)譜光源等各個(gè)階段。特別是超連續(xù)譜光源,在具有很強(qiáng)瞬態(tài)功率的飛秒或者皮秒脈沖的激勵(lì)下,波導(dǎo)中產(chǎn)生各階非線性效應(yīng),頻譜被極大地展寬,能夠覆蓋從可見光到近紅外波段,且具有很強(qiáng)的相干性。此外,通過(guò)調(diào)控特種光纖的色散和非線性值,其光譜甚至可以延展到中紅外波段。此類激光光源在諸多領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用,如光學(xué)相干斷層掃描、氣體探測(cè)、生物成像等。受光源和非線性介質(zhì)的限制,早期超連續(xù)譜主要由固體激光器泵浦光學(xué)玻璃,產(chǎn)生可見光范圍內(nèi)的超連續(xù)譜。此后,光纖以其極大的非線性系數(shù)和極小的傳輸模場(chǎng),逐漸成為產(chǎn)生寬帶超連續(xù)譜的優(yōu)良介質(zhì)。其中的主要非線性效應(yīng)包括四波混頻、調(diào)制不穩(wěn)定、自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制、孤子分裂、拉曼散射、孤子自頻移等,且根據(jù)激勵(lì)脈沖的脈寬和光纖的色散不同,各個(gè)效應(yīng)所占比重也各不相同。總的來(lái)說(shuō),現(xiàn)在超連續(xù)譜光源主要朝著提高激光功率和拓展光譜范圍發(fā)展,且注重對(duì)其相干性控制。激光的顏色很純,其單色性比普通光源的光高10倍以上。石巖ASE寬帶激光光源應(yīng)用

固體激光器的增益介質(zhì)為激光晶體或摻雜玻璃。它是很早誕生的激光器類型,自1960年紅寶石激光器誕生以來(lái),已經(jīng)度過(guò)了六十多年的漫長(zhǎng)歲月,如今技術(shù)已基本趨于成熟。且它的波長(zhǎng)覆蓋范圍廣,從紫外到紅外基本全覆蓋。得益于固體激光器波長(zhǎng)選擇范圍廣,且具有窄脈寬、高峰值功率等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于微納加工領(lǐng)域(加工精度可達(dá)微米、納米級(jí)別)。但國(guó)內(nèi)固體激光器起步相對(duì)較晚,且受制于技術(shù)發(fā)展等因素的影響,規(guī)?;瘧?yīng)用相對(duì)較少,大都用于環(huán)境、醫(yī)療、等領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究。光纖激光器使用摻雜光纖作為增益介質(zhì),它具備光束質(zhì)量好、輸出功率高、散熱性好、穩(wěn)定性優(yōu)異、重量體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于工業(yè)化生產(chǎn)等諸多優(yōu)勢(shì),是目前大多數(shù)激光應(yīng)用領(lǐng)域的比較好解,主要被用于宏觀加工領(lǐng)域(一般為毫米級(jí)別以上尺度的加工)。熱光效應(yīng)激光光源聯(lián)系人階躍折射率光纖的纖芯具有均勻的折射率,直到包層界面,折射率以階躍方式變化。

實(shí)現(xiàn)激光器單波長(zhǎng)掃頻本質(zhì)上是對(duì)激光腔內(nèi)器件的物理性能(通常是運(yùn)行帶寬的中心波長(zhǎng))的調(diào)控,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腔內(nèi)的震蕩縱模進(jìn)行控制和選擇,以達(dá)到對(duì)輸出波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)諧的目的?;诖嗽?,早在上世紀(jì)80年代,可調(diào)諧光纖激光器的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)將激光器的一個(gè)反射端面換成反射式衍射光柵,通過(guò)衍射光柵的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)諧實(shí)現(xiàn)激光腔模式的選擇。1990年,Lwatsuki等人在自由運(yùn)行的光纖環(huán)形激光腔中加入光纖窄帶寬濾波器件,真正意義上實(shí)現(xiàn)了單波長(zhǎng)輸出的摻鉺光纖激光器。

可調(diào)(諧)激光光源實(shí)際上是一臺(tái)可調(diào)諧激光器,又稱波長(zhǎng)可變激光器或調(diào)頻激光器。它所發(fā)出的激光,波長(zhǎng)可連續(xù)改變,是理想的光譜研究用光源。可調(diào)激光器分為連續(xù)波和脈沖兩種,脈沖激光的單色性比一般光源好,但其線寬不能低于脈寬的倒數(shù)值,分辨率較低。用連續(xù)波激光器作光源時(shí),分辨率可達(dá)到10-9(線寬<1兆赫)。時(shí)間分辨激光光譜能輸出脈沖持續(xù)時(shí)間短至納秒或皮秒的很強(qiáng)度脈沖激光器,是研究光與物質(zhì)相互作用時(shí)瞬態(tài)過(guò)程的有力工具,例如,測(cè)定激發(fā)態(tài)壽命以及研究氣、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過(guò)程。不同的xWDM技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。

精密測(cè)量是利用了激光單色性好、相干性強(qiáng)、方向性好的特點(diǎn)。相比于其他測(cè)距儀,激光測(cè)距具有探測(cè)距離遠(yuǎn),精度高,抗干擾,保密性好,體積小重量輕的優(yōu)點(diǎn)。測(cè)距儀發(fā)出光脈沖,經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后,光脈沖回到接收系統(tǒng),測(cè)量發(fā)射與接收時(shí)間間隔。激光同時(shí)具有高亮度和高相干性,這使得光的多普勒效應(yīng)能夠在測(cè)速方面得到應(yīng)用。激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。從工作原理上講,激光雷達(dá)與微波雷達(dá)沒(méi)有根本的區(qū)別:向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù),從而對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別,它在軍防領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,也成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的有力武器。此外,引力波的探測(cè)也是利用激光干涉測(cè)量方法,進(jìn)行中低頻波段引力波的直接探測(cè),觀測(cè)雙黑洞并合和極大質(zhì)量比天體并合時(shí)產(chǎn)生的引力波輻射,以及其他的宇宙引力波輻射過(guò)程。激光是20世紀(jì)人類極大重大的發(fā)明之一,激光技術(shù)的應(yīng)用已大面積深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)乃至社會(huì)的各個(gè)方面,對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步正在起著越來(lái)越重要的作用。激光調(diào)制就是利用光作為載體,把信號(hào)加載到光上,按照應(yīng)用要求,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。深圳步進(jìn)可調(diào)激光光源解釋

光纖可用于將光源從遠(yuǎn)程傳輸至探測(cè)器,以獲取壓力、溫度或光譜信息。石巖ASE寬帶激光光源應(yīng)用

全光纖激光器的整機(jī)設(shè)計(jì)和制作所涉及的知識(shí)、內(nèi)容、技術(shù)、工藝、經(jīng)驗(yàn)和Know How較多,是全光纖激光器設(shè)計(jì)和制作很關(guān)鍵的技術(shù),尤其在新型大功率全光纖激光器的發(fā)展歷史還相當(dāng)短暫的現(xiàn)在,還有大量開創(chuàng)性的工作需要進(jìn)行。進(jìn)行全光纖激光器的整機(jī)設(shè)計(jì)和制作,不但需要面向應(yīng)用進(jìn)行合理設(shè)計(jì),而且肩負(fù)著整機(jī)結(jié)構(gòu)和方案的改進(jìn)創(chuàng)新重任、肩負(fù)著各重要部件和關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新重任。目前在世界范圍內(nèi),進(jìn)行光纖激光器整機(jī)設(shè)計(jì)和制作的廠家均在創(chuàng)新上有大量的投入。石巖ASE寬帶激光光源應(yīng)用

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