ПрименаЈеднофреквентни полупроводнички ласеру прецизном мерењу интерференције светлосних таласа
Примена једне фреквенцијеполупроводнички ласеру областима прецизног мерења као што су хидрофони са оптичким влакнима и интерферометри за слушање са земље, а кључни утицај перформанси ласера на перформансе интерферометарских система је детаљно анализиран.
Основна структура и принцип рада система: Систем хидрофона са оптичким влакнима се углавном састоји од сензорске главе и интерферометра (на примеру MZ интерферометар). Основни принцип је да звучни сигнал (звучни притисак Δp) делује на сензорску главу, узрокујући промене у дужини и индексу преламања сензорског влакна обмотаног око шупљег цилиндра, чиме се уводе промене у оптичкој путањи. Ова мала промена оптичке путање (тј. промена фазе) се детектује са високом осетљивошћу помоћу интерферометра.
1. Глава сензора: Њена основна функција је претварање звучних вибрација у промене у оптичкој путањи интерферометра. Коефицијент осетљивости s је повезан са факторима као што је дужина влакна L, а дужа сензорска влакна су корисна за побољшање осетљивости система.
2. Интерферометар: То је „најбоље оружје“ за детекцију малих фазних промена. Интензитет излазне светлости има косинусни однос са фазном разликом. Стабилизацијом статичке фазне пристрасности φ ₀ на ортогоналној оперативној тачки ((m+1/2)π), систем може постићи највећу осетљивост детекције.
3. Кључни параметри извора светлости који утичу на перформансе система: Чланак се фокусира на анализу ограничења перформанси ласера у постизању високе фазне резолуције (са циљем од ≤ 1 μ рад).
4. ЛасерФреквентни шум и ширина линије: Фреквентни шум ласера може изазвати интерференцијски фазни шум, чиме се смањује видљивост интерференцијских пруга. За интерферометар са оптичком разликом путање од око 1 метар, да би се постигла фазна резолуција од 1 μ рад, ширина линије ласера мора бити мања од око 30 Hz. Ово је веома висок захтев за фреквентну стабилностизвор светлости.
5. Шум интензитета ласера: Шум релативног интензитета (RIN) ласера ће бити директно претворен у фазну грешку сигнала интерференције. Да би се постигла фазна резолуција од 1 μ рад при типичној снази детекције светлости (~100 μ W), RIN ласера мора бити смањен испод -120 dB. Ово је веома висок захтев за стабилност интензитета извора светлости.
Укратко, анализом система хидрофона са оптичким влакнима, разрађени су строги захтеви за основни извор светлости – једнофреквентни полупроводнички ласер – у смислу изузетно уске ширине линије (висока фреквентна стабилност) и изузетно ниског интензитета шума у прецизном мерењу заснованом на принципу интерференције, а представљени су и изазови стабилизације фреквенције ласера са којима се суочавају системске примене великих размера.
Време објаве: 07.04.2026.