Zuntz optikozko detekziorako laser iturriaren teknologia Bigarren zatia
2.2 Uhin-luzera bakarreko ekorketalaser iturria
Laser uhin-luzera bakarreko eskaneatzearen gauzatzea, funtsean, gailuaren propietate fisikoak kontrolatzea da.laserrabarrunbea (normalean funtzionamendu-bandaren erdiko uhin-luzera), barrunbeko luzetarako modu oszilatzailearen kontrola eta hautaketa lortzeko, irteerako uhin-luzera doitzeko helburua lortzeko. Printzipio honetan oinarrituta, 1980ko hamarkadaren hasieran, zuntz laser sintonizagarriak gauzatzea lortu zen batez ere laserraren mutur islatzailea difrakzio-sare islatzaile batekin ordezkatuz, eta laser barrunbearen modua hautatuz difrakzio-sarea eskuz biratu eta doituz. 2011n, Zhu et al.-ek iragazki sintonizagarriak erabili zituzten lerro-zabalera estuarekin uhin-luzera bakarreko laser irteera sintonizagarria lortzeko. 2016an, Rayleigh lerro-zabaleraren konpresio-mekanismoa aplikatu zen uhin-luzera bikoitzeko konpresioan, hau da, tentsioa aplikatu zitzaion FBG-ri uhin-luzera bikoitzeko laser sintonizazioa lortzeko, eta irteerako laser lerro-zabalera aldi berean kontrolatu zen, 3 nm-ko uhin-luzera doitzeko tartea lortuz. Uhin-luzera bikoitzeko irteera egonkorra, gutxi gorabehera 700 Hz-ko lerro-zabalerarekin. 2017an, Zhu et al. Grafenoa eta mikro-nano zuntz Bragg sareak erabili zituzten iragazki sintonizagarri guztiz optiko bat egiteko, eta Brillouin laser estutze-teknologiarekin konbinatuta, grafenoaren efektu fototermikoa erabili zuten 1550 nm-tik gertu 750 Hz-ko laser lerro-zabalera eta 700 MHz/ms-ko eskaneatu azkar eta zehatz fotokontrolatua lortzeko 3,67 nm-ko uhin-luzera tartean. 5. irudian erakusten den bezala. Goiko uhin-luzera kontrol metodoak funtsean laser moduaren hautaketa gauzatzen du gailuaren pasa-bandaren erdiko uhin-luzera zuzenean edo zeharka aldatuz laser barrunbean.
5. irudia (a) Uhin-luzera optikoki kontrola daitekeenaren konfigurazio esperimentalazuntz laser sintonizagarriaeta neurketa sistema;
(b) 2. irteerako irteera-espektroak kontrol-ponparen hobekuntzarekin
2.3 Laser zuriaren argi iturria
Argi zuriaren iturriaren garapenak hainbat etapa izan ditu, hala nola, tungsteno halogenozko lanpara, deuteriozko lanpara,erdieroale laserraeta superkontinuum argi iturria. Bereziki, superkontinuum argi iturriak, femtosegundo edo pikosegundo pultsuen kitzikapenaren pean, potentzia super iragankorrarekin, ordena desberdinetako efektu ez-linealak sortzen ditu uhin-gidan, eta espektroa asko zabaltzen da, argi ikusgaitik infragorri hurbilera arteko banda estali dezakeena, eta koherentzia sendoa du. Gainera, zuntz bereziaren dispertsioa eta ez-linealtasuna doituz, bere espektroa erdi-infragorri bandara ere hedatu daiteke. Laser iturri mota hau asko aplikatu da arlo askotan, hala nola koherentzia optikoko tomografian, gasen detekzioan, irudi biologikoetan eta abarretan. Argi iturriaren eta euskarri ez-linealaren mugak direla eta, hasierako superkontinuum espektroa batez ere egoera solidoko laser ponpaketa beira optikoaz ekoizten zen, eremu ikusgaian superkontinuum espektroa sortzeko. Ordutik, zuntz optikoa pixkanaka euskarri bikaina bihurtu da banda zabaleko superkontinuuma sortzeko, bere koefiziente ez-lineal handia eta transmisio moduaren eremu txikia direla eta. Efektu ez-lineal nagusien artean lau uhinen nahasketa, modulazio-ezegonkortasuna, auto-fase modulazioa, gurutzatutako fase modulazioa, solitoi-zatiketa, Raman sakabanaketa, solitoi-auto-maiztasun aldaketa eta abar daude, eta efektu bakoitzaren proportzioa ere desberdina da kitzikapen-pultsuaren pultsu-zabaleraren eta zuntzaren sakabanaketaren arabera. Oro har, orain superkontinuum argi-iturria batez ere laser-potentzia hobetzera eta espektro-tartea zabaltzera bideratuta dago, eta arreta jartzen zaio bere koherentzia-kontrolari.
3 Laburpena
Artikulu honek zuntz-sentsorearen teknologiak laguntzeko erabiltzen diren laser iturriak laburbiltzen eta berrikusten ditu, besteak beste, lerro-zabalera estuko laserra, maiztasun bakarreko laser sintonizagarria eta banda zabaleko laser zuria. Laser hauen aplikazio-eskakizunak eta garapen-egoera zuntz-sentsorearen arloan zehatz-mehatz aurkezten dira. Haien eskakizunak eta garapen-egoera aztertuz, ondorioztatzen da zuntz-sentsorerako laser iturri idealak laser-irteera ultra-estua eta ultra-egonkorra lor dezakeela edozein bandatan eta edozein unetan. Beraz, lerro-zabalera estuko laserrarekin, lerro-zabalera estuko laser sintonizagarriarekin eta irabazi-banda zabaleko argi zuriko laserrarekin hasten gara, eta haien garapena aztertuz zuntz-sentsorerako laser iturri ideal bat lortzeko modu eraginkor bat aurkitzen dugu.
Argitaratze data: 2023ko azaroaren 21a