在光学传感领域,高质量的白光激光对系统性能的提升具有重要意义,白光激光器的光谱覆盖范围越宽,其在光纤传感系统的应用就越多。例如,利用光纤布拉格光栅构建传感网络时,可以采用光谱分析法或者可调谐滤波器匹配法进行解调,前者是利用光谱仪直接对网络中的每个FBG谐振波长进行测试,后者是利用参考滤波器跟踪和校准传感中的FBG,这两种方法均需要宽带光源作为FBG的测试光源。由于每个FBG接入网络均会产生一定的插入损耗,而且具有0.1nm以上的带宽,因此对多个FBG进行同时解调需要功率高、带宽大的宽带光源。又例如,利用长周期光纤光栅进行传感时,由于其单个损耗峰的带宽在10nm量级,为了准确表征其谐振峰特性,需要带宽足够宽且光谱较为平坦的宽谱光源。尤其是利用声光效应构建的声致光纤光栅,可以利用电调谐方式实现谐振波长的调谐范围达到1000nm,那么对这种超宽调谐范围的光纤光栅进行动态测试就对宽谱光源的带宽范围提出了极大的挑战。由于其多峰损耗谱特性,波长分布范围通常可达到40nm,其传感机制通常是需要比较多个透射峰间的相对移动,因此需要对其透射谱进行完整测量,对宽谱光源的带宽和功率均提出了较高的要求。光纤干涉型传感器由于灵敏度高、体积小等优点,受到很大关注。广东单模输出激光光源设计
固体激光器的增益介质为激光晶体或掺杂玻璃。它是很早诞生的激光器类型,自1960年红宝石激光器诞生以来,已经度过了六十多年的漫长岁月,如今技术已基本趋于成熟。且它的波长覆盖范围广,从紫外到红外基本全覆盖。得益于固体激光器波长选择范围广,且具有窄脉宽、高峰值功率等优点,被广泛应用于微纳加工领域(加工精度可达微米、纳米级别)。但国内固体激光器起步相对较晚,且受制于技术发展等因素的影响,规模化应用相对较少,大都用于环境、医疗、等领域的前沿科学研究。光纤激光器使用掺杂光纤作为增益介质,它具备光束质量好、输出功率高、散热性好、稳定性优异、重量体积小、结构简单易于工业化生产等诸多优势,是目前大多数激光应用领域的比较好解,主要被用于宏观加工领域(一般为毫米级别以上尺度的加工)。广东单模输出激光光源设计激光光源可按其工作物质分为固体激光源、气体激光源、液体激光源和半导体激光源4种类型。
激光光源的主要优势就是亮度高,色彩好,能耗低,寿命长且体积小。同时具备五种优势光源只有激光,LED光源也很厉害,却难在亮度上无法突破,因此未来在和激光光源的较量中始终无法处于一个等级。当然这些优势目前还没有办法完全展现,激光光源也具有成本较高,特别是在实现彩色显示的时候,绿色光源亮度、寿命与红蓝两色不匹配的难题目前也困扰着这个行业。激光光源在工农业生产和科学技术的各领域中得到了广泛应用,例如激光加工(切割、焊接、打孔、热处理、刻线),核聚变,同位素分离,医疗仪器(手术刀、凝固器),检测器,光纤通信光源,全息摄影光源,舞台美术光源,激光视频唱片,激光传真,激光排版印刷,光学计算机,激光武器等。
较之于其他光源,光纤激光器被用作传感光源有许多优势。首先,光纤激光器有效率高、可调谐、稳定性好、紧凑小巧、重量轻、维护方便和光束质量好等优异性能。其次,光纤激光能很好地与光纤耦合,与现有的光纤器件完全兼容,能进行全光纤测试。目前,基于可调谐窄线宽光纤激光器的光纤传感是该领域的应用热点之一。该类型光纤激光器的光谱线宽很窄,具有超长相干长度,并且可以对频率进行快速调制。把这种窄线宽光纤激光器应用到分布式传感系统,可实现超长距离、超高精度的光纤传感。在美国和欧洲,这种基于可调谐窄线宽光纤激光器的传感技术被广泛应用到国土安全及重要设施监测、石油/天然气管道监测以及水下声纳探测等众多领域。同样作为一种新型光源,激光光源则实现了LED光源很难实现的高亮度。
全光纤激光器的包层泵浦耦合技术对决定光纤激光器性能和水平具有不可估量的作用。用于大功率全光纤激光器的光纤泵浦耦合器件和光纤功率合成器件,均在很高的功率条件下使用,其耦合效率必须很高,损耗必须很小,承受的功率必须很大,并且,输入光的路数还需要尽可能的多。在如此众多的极限条件要求下,制作的泵浦耦合器件和功率合成器件具有很高的难度,不过,实现的方式方法也多种多样,这是一项富有挑战性的技术。从大功率全光纤激光器的发展趋势来看,还要求泵浦耦合器件在将泵浦光耦合到内包层的同时,尽量不影响和损害双包层光纤的纤芯,因为只有这样才能在不影响信号激光的产生和传输的情况下实现级联泵浦,实现超大功率的输出。本文认为,发展对纤芯影响很小的泵浦耦合技术是泵浦耦合器件的发展方向。对于光纤功率合成器件,所追求的目标就是不断提高合成的光功率。激光束的发散立体角很小,为毫弧度量级,比普通光或微波的发散角小2~3数量级。广东单模输出激光光源设计
光纤不需要接地连接,发射机和接收机彼此隔离,因此没有接地回路问题。此外,没有火花或电击的危险。广东单模输出激光光源设计
飞秒激光有什么用途呢?众所周知,物质是由分子和原子组成的,但是它们不是静止的,都在快速地运动着,这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现,飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是,由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性,它在病变早期诊断、医学成象和生物检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。广东单模输出激光光源设计
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