ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग के लिए लेजर स्रोत प्रौद्योगिकी भाग दो

ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग के लिए लेजर स्रोत प्रौद्योगिकी भाग दो

2.2 एकल तरंगदैर्ध्य स्वीपलेजर स्रोत

लेजर एकल तरंगदैर्ध्य स्वीप का कार्यान्वयन अनिवार्य रूप से उपकरण के भौतिक गुणों को नियंत्रित करने के लिए है।लेज़रगुहा (आमतौर पर ऑपरेटिंग बैंडविड्थ का केंद्र तरंगदैर्ध्य), ताकि गुहा में दोलनशील अनुदैर्ध्य मोड के नियंत्रण और चयन को प्राप्त किया जा सके, ताकि आउटपुट तरंगदैर्ध्य को ट्यून करने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। इस सिद्धांत के आधार पर, 1980 के दशक की शुरुआत में, ट्यूनेबल फाइबर लेज़रों की प्राप्ति मुख्य रूप से लेज़र के एक परावर्तक अंत चेहरे को एक परावर्तक विवर्तन झंझरी के साथ बदलकर और विवर्तन झंझरी को मैन्युअल रूप से घुमाकर और ट्यून करके लेज़र गुहा मोड का चयन करके प्राप्त की गई थी। 2011 में, झू एट अल। ने संकीर्ण लाइनविड्थ के साथ एकल-तरंगदैर्ध्य ट्यूनेबल लेजर आउटपुट को प्राप्त करने के लिए ट्यूनेबल फिल्टर का उपयोग किया। 2016 में, रेले लाइनविड्थ संपीड़न तंत्र को दोहरे-तरंगदैर्ध्य संपीड़न पर लागू किया गया था, 2017 में, झू एट अल. ने ग्राफीन और माइक्रो-नैनो फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग का उपयोग करके एक पूर्ण-ऑप्टिकल ट्यूनेबल फ़िल्टर बनाया, और ब्रिलॉइन लेज़र नैरोइंग तकनीक के साथ मिलकर, 1550 नैनोमीटर के आसपास ग्राफीन के फोटोथर्मल प्रभाव का उपयोग करके 750 हर्ट्ज़ जितनी कम लेज़र लाइनविड्थ और 3.67 नैनोमीटर की तरंगदैर्ध्य रेंज में 700 मेगाहर्ट्ज/एमएस की फोटो-नियंत्रित तेज़ और सटीक स्कैनिंग प्राप्त की। जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। उपरोक्त तरंगदैर्ध्य नियंत्रण विधि मूल रूप से लेज़र गुहा में डिवाइस के पासबैंड केंद्र तरंगदैर्ध्य को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से बदलकर लेज़र मोड चयन को साकार करती है।

चित्र 5 (ए) ऑप्टिकल-नियंत्रणीय तरंगदैर्ध्य का प्रायोगिक सेटअप-ट्यूनेबल फाइबर लेजरऔर माप प्रणाली;

(बी) नियंत्रण पंप की वृद्धि के साथ आउटपुट 2 पर आउटपुट स्पेक्ट्रा

2.3 सफेद लेजर प्रकाश स्रोत

श्वेत प्रकाश स्रोत के विकास ने विभिन्न चरणों का अनुभव किया है जैसे कि हैलोजन टंगस्टन लैंप, ड्यूटेरियम लैंप,अर्धचालक लेजरऔर सुपरकॉन्टिनम प्रकाश स्रोत। विशेष रूप से, सुपरकॉन्टिनम प्रकाश स्रोत, सुपर क्षणिक शक्ति के साथ फेमटोसेकंड या पिकोसेकंड स्पंदों के उत्तेजना के तहत, वेवगाइड में विभिन्न क्रमों के अरैखिक प्रभाव उत्पन्न करता है, और स्पेक्ट्रम काफ़ी विस्तृत हो जाता है, जो दृश्य प्रकाश से लेकर निकट अवरक्त तक के बैंड को कवर कर सकता है, और इसमें प्रबल सुसंगतता होती है। इसके अलावा, विशेष फाइबर के फैलाव और अरैखिकता को समायोजित करके, इसके स्पेक्ट्रम को मध्य-अवरक्त बैंड तक भी बढ़ाया जा सकता है। इस प्रकार के लेज़र स्रोत का उपयोग कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया गया है, जैसे कि ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी, गैस संसूचन, जैविक इमेजिंग आदि। प्रकाश स्रोत और अरैखिक माध्यम की सीमाओं के कारण, प्रारंभिक सुपरकॉन्टिनम स्पेक्ट्रम मुख्य रूप से ठोस-अवस्था लेज़र द्वारा ऑप्टिकल ग्लास को पंप करके दृश्य सीमा में सुपरकॉन्टिनम स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए किया जाता था। तब से, ऑप्टिकल फाइबर अपने बड़े अरैखिक गुणांक और छोटे संचरण मोड क्षेत्र के कारण धीरे-धीरे वाइडबैंड सुपरकॉन्टिनम उत्पन्न करने के लिए एक उत्कृष्ट माध्यम बन गया है। मुख्य अरैखिक प्रभावों में चार-तरंग मिश्रण, मॉडुलन अस्थिरता, स्व-चरण मॉडुलन, क्रॉस-चरण मॉडुलन, सॉलिटन विभाजन, रमन प्रकीर्णन, सॉलिटन स्व-आवृत्ति बदलाव आदि शामिल हैं, और प्रत्येक प्रभाव का अनुपात उत्तेजना पल्स की पल्स चौड़ाई और फाइबर के फैलाव के अनुसार भी भिन्न होता है। सामान्य तौर पर, अब सुपरकॉन्टिनम प्रकाश स्रोत मुख्य रूप से लेज़र शक्ति में सुधार और वर्णक्रमीय सीमा का विस्तार करने की ओर अग्रसर है, और इसके सुसंगतता नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करता है।

3 सारांश

यह आलेख फाइबर सेंसिंग तकनीक में प्रयुक्त लेज़र स्रोतों का सारांश और समीक्षा प्रस्तुत करता है, जिनमें संकीर्ण लाइन-चौड़ाई लेज़र, एकल आवृत्ति ट्यूनेबल लेज़र और ब्रॉडबैंड व्हाइट लेज़र शामिल हैं। फाइबर सेंसिंग के क्षेत्र में इन लेज़रों की अनुप्रयोग आवश्यकताओं और विकास की स्थिति का विस्तार से परिचय दिया गया है। उनकी आवश्यकताओं और विकास की स्थिति का विश्लेषण करके, यह निष्कर्ष निकाला गया है कि फाइबर सेंसिंग के लिए आदर्श लेज़र स्रोत किसी भी बैंड और किसी भी समय अति-संकीर्ण और अति-स्थिर लेज़र आउटपुट प्राप्त कर सकता है। इसलिए, हम संकीर्ण लाइन-चौड़ाई लेज़र, ट्यूनेबल संकीर्ण लाइन-चौड़ाई लेज़र और वाइड गेन बैंडविड्थ वाले श्वेत प्रकाश लेज़र से शुरुआत करते हैं, और उनके विकास का विश्लेषण करके फाइबर सेंसिंग के लिए आदर्श लेज़र स्रोत को साकार करने का एक प्रभावी तरीका खोजते हैं।