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窄線寬激光器廣泛的應用領域介紹

發布時間:2022-12-10   點擊次數:65次
   窄線寬激光器是通過可調濾波器、F-B濾波器、Bragg光柵等波長選擇器對增益譜內起振的縱模數進行限制,只讓滿足特定條件的少數幾個縱模,甚至只有一個縱模發生激光振蕩。窄線寬光纖激光器的輸出光具有高的時間相干性和極低的相位噪聲,使得其在高分辨干涉儀、相干通信、光纖傳感和激光雷達等領域具有重要的應用。
 
 ?。?)目前大多數激光測距儀是基于脈沖激光的光時域反射原理,即通過測量激光脈沖發射和經目標反射回接收器的時間差進行測距,這種測量的精度一般為1-10米,測量距離僅有10-20公里。這主要受限于激光的脈沖寬,激光脈沖越短,測量精就越高,但同時激光線寬也大大增加,增大了探測的噪聲,迅速降低了動態探測距離。如果利用單縱模光纖激光器作為探測光源,基于頻率調制連續波技術和光波相干原理,則能實現幾百公里、精度小于1米的探測。
 
 ?。?)對于光纖傳感,同樣可以利用頻率調制連續波技術和光波相干原理,實現超高精、超遠距離以及微弱信號的測量。單縱模窄線寬光纖激光的一部分被耦合進一個有固定反射率的參考臂中,該參考臂充當本地振蕩器LO),另一根光纖充當傳感光纖。從傳感光纖反射回來的激光與來自本地振蕩器的參考光一起混頻產生一個光拍頻,該拍頻與它經的時間延遲差相對應,傳感光纖上遠處的信息就可以通過測量拍頻來獲取。利用這種技術進行探測,可實現敏感-100dB百億分之一)的信號測量?;趩慰v模窄線寬光纖激光器的光纖傳感技術,可廣泛應用于石油天然氣管道的泄漏監測全球現有500萬公里石油天然氣管道,目前依靠人工巡邏的方式進行監測)、電力系統的輸電損耗監測(由于當前的高壓線路缺乏精確的溫壓力探測,每年損失電能上千億美元)、核電站的安全監測未來(主要能源之一)、油井的溫和壓力實時監控等。
 
 ?。?)另外,在光纖通信中,目前商用光源的激光線寬為0.2nm(20dB),盡管DWDM技術的應用大大提高了信息傳輸的信道數,但由于信號光源激光線寬的限制,其在C波段也僅有80信道。為了適應當前和未來社會對于海量信息傳輸和處理的要求,需要不斷拓展光纖的帶寬(如,當前世界各正在研究的超寬帶(S+C+L)光傳輸技術)。利用單縱模窄線寬光纖激光器作為通信光源,為我們解決該問題提供了另一種技術途徑。單縱模窄線寬光纖激光的線寬僅為目前商用通信光源線寬的十萬分之一,這可以大大減少信道的寬和信道之間的間距,僅在C波段就可以將光纖通信的信道數提高幾個數量級,此外,該激光器極窄的線寬減小了傳輸過程中光纖的色散,更有利于遠距離傳輸。

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