प्रकाश तरंगों के व्यतिकरण के सटीक मापन में एकल आवृत्ति अर्धचालक लेजर का अनुप्रयोग

आवेदनएकल आवृत्ति अर्धचालक लेजरप्रकाश तरंगों के व्यतिकरण के सटीक मापन में
एकल आवृत्ति का अनुप्रयोगसेमीकंडक्टर लेजरफाइबर ऑप्टिक हाइड्रोफोन और ग्राउंड लिसनिंग इंटरफेरोमीटर जैसे सटीक माप क्षेत्रों में लेजर प्रदर्शन के प्रभाव पर चर्चा की गई है, और इंटरफेरोमीटर सिस्टम के प्रदर्शन पर लेजर प्रदर्शन के प्रमुख प्रभाव का गहराई से विश्लेषण किया गया है।

सिस्टम की मूल संरचना और कार्य सिद्धांत: फाइबर ऑप्टिक हाइड्रोफोन सिस्टम मुख्य रूप से एक सेंसिंग हेड और एक इंटरफेरोमीटर (उदाहरण के तौर पर MZ इंटरफेरोमीटर) से मिलकर बना होता है। इसका मूल सिद्धांत यह है कि ध्वनि संकेत (ध्वनि दाब Δp) सेंसिंग हेड पर कार्य करता है, जिससे खोखले सिलेंडर के चारों ओर लिपटे सेंसिंग फाइबर की लंबाई और अपवर्तनांक में परिवर्तन होता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑप्टिकल पथ में परिवर्तन होता है। ऑप्टिकल पथ में होने वाले इस छोटे से परिवर्तन (यानी कला परिवर्तन) को इंटरफेरोमीटर द्वारा उच्च संवेदनशीलता के साथ पता लगाया जाता है।

1. सेंसर हेड: इसका मुख्य कार्य ध्वनि कंपन को इंटरफेरोमीटर के प्रकाशीय पथ में परिवर्तन में परिवर्तित करना है। संवेदनशीलता गुणांक s फाइबर की लंबाई L जैसे कारकों से संबंधित है, और सिस्टम की संवेदनशीलता को बेहतर बनाने के लिए लंबी सेंसिंग फाइबर लाभकारी होती हैं।
2. इंटरफेरोमीटर: यह सूक्ष्म कला परिवर्तनों का पता लगाने के लिए सबसे अच्छा उपकरण है। आउटपुट प्रकाश की तीव्रता का कला अंतर के साथ कोसाइन संबंध होता है। ऑर्थोगोनल ऑपरेटिंग बिंदु ((m+1/2) π) पर स्थिर कला पूर्वाग्रह φ ₀ को स्थिर करके, सिस्टम उच्चतम पहचान संवेदनशीलता प्राप्त कर सकता है।
3. सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख प्रकाश स्रोत पैरामीटर: यह लेख उच्च चरण संकल्प (≤ 1 μ रेडियन के लक्ष्य के साथ) प्राप्त करने पर लेजर प्रदर्शन की सीमाओं का विश्लेषण करने पर केंद्रित है।
4. लेज़रआवृत्ति शोर और रेखा चौड़ाई: लेज़र का आवृत्ति शोर व्यतिकरण चरण शोर उत्पन्न कर सकता है, जिससे व्यतिकरण फ्रिंजों की दृश्यता कम हो जाती है। लगभग 1 मीटर के प्रकाशीय पथ अंतर वाले एक व्यतिकरणमापी के लिए, 1 μ रेडियन का चरण संकल्प प्राप्त करने के लिए, लेज़र की रेखा चौड़ाई लगभग 30 हर्ट्ज़ से कम होनी चाहिए। आवृत्ति स्थिरता के लिए यह एक बहुत ही उच्च आवश्यकता है।प्रकाश स्रोत.
5. लेज़र तीव्रता शोर: लेज़र का सापेक्ष तीव्रता शोर (RIN) सीधे व्यतिकरण संकेत की चरण त्रुटि में परिवर्तित हो जाता है। लगभग 100 μW की सामान्य पहचान प्रकाश शक्ति पर 1 μrad का चरण रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए, लेज़र के RIN को -120 dB से नीचे लाना आवश्यक है। प्रकाश स्रोत की तीव्रता की स्थिरता के लिए यह एक बहुत ही उच्च आवश्यकता है।

संक्षेप में, फाइबर ऑप्टिक हाइड्रोफोन प्रणाली का विश्लेषण करके, हस्तक्षेप सिद्धांत पर आधारित सटीक माप में अत्यंत संकीर्ण लाइनविड्थ (उच्च आवृत्ति स्थिरता) और अत्यंत कम तीव्रता शोर के संदर्भ में मुख्य प्रकाश स्रोत - एकल आवृत्ति अर्धचालक लेजर - के लिए सख्त आवश्यकताओं को विस्तार से बताया गया है, और बड़े पैमाने पर सिस्टम अनुप्रयोगों में लेजर आवृत्ति स्थिरीकरण चुनौतियों को प्रस्तुत किया गया है।