Toepassing van enkelfrekwensie-halfgeleierlaser in presiese meting van liggolfinterferensie

Toepassing vanEnkelfrekwensie-halfgeleierlaserin Presiese Meting van Liggolfinterferensie
Die toepassing van enkelfrekwensiehalfgeleierlaserin presisie-metingsvelde soos veseloptiese hidrofone en grondluisterinterferometers word bespreek, en die belangrikste impak van laserprestasie op die prestasie van interferometerstelsels word in diepte geanaliseer.

Kernstruktuur en werkbeginsel van die stelsel: Die veseloptiese hidrofoonstelsel bestaan ​​hoofsaaklik uit 'n sensorkop en 'n interferometer (neem die MZ-interferometer as voorbeeld). Die basiese beginsel is dat die klanksein (klankdruk Δp) op die sensorkop inwerk, wat veranderinge in die lengte en brekingsindeks van die sensorvesel wat om die hol silinder gedraai is, veroorsaak, wat veranderinge in die optiese pad teweegbring. Hierdie klein verandering in die optiese pad (d.w.s. faseverandering) word met hoë sensitiwiteit deur 'n interferometer opgespoor.

1. Sensorkop: Die kernfunksie daarvan is om klankvibrasies om te skakel na veranderinge in die optiese pad van die interferometer. Die sensitiwiteitskoëffisiënt s hou verband met faktore soos vesellengte L, en langer sensorvesels is voordelig vir die verbetering van die stelselsensitiwiteit.
2. Interferometer: Dit is die "beste wapen" vir die opsporing van klein faseveranderinge. Die uitsetligintensiteit het 'n kosinus-verwantskap met die faseverskil. Deur die statiese fasevooroordeel φ₀ by die ortogonale werkingspunt ((m+1/2)π) te stabiliseer, kan die stelsel die hoogste opsporingsensitiwiteit bereik.
3. Belangrike ligbronparameters wat stelselprestasie beïnvloed: Die artikel fokus op die ontleding van die beperkings van laserprestasie op die bereiking van hoë faseresolusie (met 'n teiken van ≤ 1 μ rad).
4. Laserfrekwensiegeraas en lynwydte: Die frekwensiegeraas van die laser kan interferensiefaseraas veroorsaak, wat die sigbaarheid van interferensiefranje verminder. Vir 'n interferometer met 'n optiese padverskil van ongeveer 1 meter, om 'n faseresolusie van 1 μ rad te bereik, moet die lynwydte van die laser minder as ongeveer 30 Hz wees. Dit is 'n baie hoë vereiste vir die frekwensiestabiliteit van dieligbron.
5. Laserintensiteitsgeraas: Die relatiewe intensiteitsgeraas (RIN) van die laser sal direk omgeskakel word na fasefout van die interferensiesein. Om 'n faseresolusie van 1 μ rad teen 'n tipiese deteksieligkrag (~100 μ W) te bereik, moet die RIN van die laser verminder word tot onder -120 dB. Dit is 'n baie hoë vereiste vir die stabiliteit van die ligbronintensiteit.

Samevattend, deur die veseloptiese hidrofoonstelsel te analiseer, word die streng vereistes vir die kernligbron – enkelfrekwensie halfgeleierlaser – in terme van uiters nou lynwydte (hoëfrekwensie stabiliteit) en uiters lae intensiteit geraas in presisiemeting gebaseer op interferensiebeginsel uitgewerk, en die laserfrekwensie stabilisering uitdagings wat in grootskaalse stelsel toepassings ondervind word, word aangebied.