Примена на еднофреквентен полупроводнички ласер во прецизно мерење на интерференција на светлосни бранови

Примена наЕднофреквентен полупроводнички ласерво Прецизно мерење на интерференција на светлински бранови
Примена на единечна фреквенцијаполупроводнички ласерво областите на прецизно мерење како што се хидрофоните со оптички влакна и интерферометрите за слушање на земја се дискутира, а клучното влијание на ласерските перформанси врз перформансите на интерферометарските системи е анализирано длабински.

Основна структура и принцип на работа на системот: Системот со оптички хидрофон е главно составен од сензорска глава и интерферометар (земајќи го MZ интерферометарот како пример). Основниот принцип е дека звучниот сигнал (звучен притисок Δ p) дејствува врз сензорската глава, предизвикувајќи промени во должината и индексот на прекршување на сензорското влакно обвиткано околу шупливиот цилиндар, со што се воведуваат промени во оптичката патека. Оваа мала промена на оптичката патека (т.е. промена на фазата) се детектира со висока чувствителност од страна на интерферометар.

1. Сензорска глава: Неговата основна функција е да ги конвертира звучните вибрации во промени во оптичката патека на интерферометарот. Коефициентот на чувствителност s е поврзан со фактори како што се должината на влакното L, а подолгите сензорски влакна се корисни за подобрување на чувствителноста на системот.
2. Интерферометар: Тоа е „најдоброто оружје“ за откривање на мали фазни промени. Интензитетот на излезната светлина има косинусна врска со фазната разлика. Со стабилизирање на статичкото фазно поместување φ ₀ на ортогоналната оперативна точка ((m+1/2) π), системот може да постигне највисока чувствителност на детекција.
3. Клучни параметри на изворот на светлина што влијаат на перформансите на системот: Статијата се фокусира на анализа на ограничувањата на перформансите на ласерот при постигнување висока фазна резолуција (со цел од ≤ 1 μ rad).
4. ЛасерФреквентен шум и ширина на линијата: Фреквентниот шум на ласерот може да предизвика фазен шум на интерференција, со што се намалува видливоста на интерферентните ленти. За интерферометар со разлика во оптичкиот пат од околу 1 метар, за да се постигне фазна резолуција од 1 μ rad, ширината на линијата на ласерот треба да биде помала од околу 30 Hz. Ова е многу висок услов за фреквентната стабилност наизвор на светлина.
5. Шум од интензитетот на ласерот: Релативниот интензитет на шумот (RIN) на ласерот ќе биде директно конвертиран во фазна грешка на интерферентниот сигнал. За да се постигне фазна резолуција од 1 μ rad при типична моќност на детекциска светлина (~100 μ W), RIN на ласерот треба да се намали под -120 dB. Ова е многу висок услов за стабилноста на интензитетот на изворот на светлина.

Накратко, со анализа на фибер-оптичкиот хидрофонски систем, се разработени строгите барања за основниот извор на светлина - еднофреквентен полупроводнички ласер - во однос на екстремно тесна ширина на линијата (високофреквентна стабилност) и екстремно низок интензитет на шум при прецизно мерење базирано на принцип на интерференција, а се презентирани и предизвиците со кои се соочуваат системските апликации со голем обем.