20. März 2018, entsprechend der Optical Society of America, berichteten die Forscher zum ersten Mal innerhalb der optischen Faser, optisch erfassen und begeistern eine neue Hochgeschwindigkeits-Lasermikroausbreitung hochempfindlichen laserbasierte Partikel Zentimeter entlang der Länge der Faser sein kann, Temperaturmessungen und können einen neuen Weg bieten, um Licht genau an entfernte und schwer zu erreichende Orte zu übertragen.
‚Diese hoch in vivo-Mikrolaser extrem Lichtübertragungspotential.‘ Max-Planck-Institut für Optical Sciences Richard Zeltner sagte ‚optische Faser durch die Haut eingeführt, der Mikrolaser mit einer geeigneten Wellenlänge zur Verfügung stellen kann, Licht auf die genaue Positionierung angewandt lichtempfindliche Medikament. Dieses Konzept kann auch auf Laborlicht Fluidikchip Vorrichtung angewandt werden, mit einer Lichtquelle, die eine hohe räumliche Auflösung des Temperaturmesschips Atomen oder eine Vielzahl von biologischen Analysetechniken. ‚optisch Zeitschrift‚Optical Society of America‘(OSA) Forscher um Philip St.J. Russell berichteten, dass Hochgeschwindigkeits-Mikrolaser positionsempfindliche Temperaturmessungen mit millimetergenauer räumlicher Auflösung durchführen können.Dieses Beispiel demonstriert den Nutzen von Hochgeschwindigkeits-Mikrolasern in der verteilten Sensorik. Und kontinuierliche Echtzeitmessungen entlang der Faserrichtung.
Hochgeschwindigkeits-Mikrolaser-Resonatoren sind Resonatoren, die auf einer Flüstergalerie basieren, einem kleinen Teilchen, das bestimmte Wellenlängen des Lichts begrenzt und verstärkt.Der Name kommt von dem Phänomen, dass sich Lichtwellen entlang der gekrümmten inneren Oberflächen dieser Teilchen ausbreiten. wie Ton verbreiten Wellen in einer Flüstergangmoden als Paul-Kathedrale, so dass die andere Seite der Galerie deutlich ein Flüstern hören.
"Dies ist das erste Mal, dass eine verteilte Sensordemonstration eines Flüstergaleriemodus-Resonators verwendet wurde", sagte Zeltner. "Dieser einzigartige Sensoransatz eröffnet viele neue Möglichkeiten für verteilte Messungen und physikalische Fernleistungsbewertung mit hoher räumlicher Auflösung. Zum Beispiel ist es nützlich für die Temperaturmessung in rauen Umgebungen.
Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Übertragungslasern
Ein wesentlicher Teil der Hochgeschwindigkeitsübertragung Mikrolaser ist eine spezielle Art von Fasern, als Hohlkernphotonische Kristallfaser bekannt. Wie der Name, im Gegensatz zu herkömmlichen Fest Glasfasern legt nahe, ein solches optisches Faserkernbereich ist leer Abschnitt. Hohle Kernabschnitts Glasbeschichtungsmikrostruktur kann die Glasmikrostruktur Licht in der Faser einzuschließen.
die R & D Team-Mitglieder Shangran Xie ‚Für eine lange Zeit, unser Forschungsteam hat die notwendige technische Hohlkernphotonische Kristallfaser optischen Falles Partikel zu entwickeln‘.‘In dieser neuen Arbeit, können wir diese Technologie anwenden nicht nur ein Teilchen zu erfassen, sondern macht es auch möglich, einen Faserlaser Ferndetektion von 'zu realisieren.
Eine Whispering-Gallery-Modus optische Hohlkern-Faserübertragung entlang der Partikel-Faser eingebettete Metall-V-groove Erwärmung zu erreichen. Zunächst wird nur ein begrenztes Bündel von optischen Fasern in den Laserstrahl von der optischen Faser eingeführt, nachdem etwa 37 Sekunden nach links und die zweiten Laserstrahl begrenzt das Recht, von dem optischen Faserbündel einzuführen, und stoppt Übertragung, so dass die Partikel in der Mitte des V-förmigen Nut eingeklemmt.
Um die Hochgeschwindigkeitsübertragung Mikrolaser Forscher auftreffende Laserhohlkerne mit Wasser gefüllt, um zu erkennen, um die Partikel optisch Im Gegensatz zu herkömmlichen Lasern für das Material, wie feine Teilchen umfassen auch Verstärkungsmedium. Forscher unter Verwendung des zweiten Strahls zu erfassen, Dieses Anregungslaserverstärkungsmedium, die Partikelemission oder Lasing bewirkt. die Lage der Teilchen in der Faser wird durch die optische Einklemmkraft erzeugt durch Laser oder durch Wasserströmung innerhalb des Kernbereiches gesteuert.
Präzise Temperaturmessung
Um die neuen Wahrnehmungssystem Temperaturänderungen zu testen, rückten die partikulären Forscher entlang der Laser oberhalb der Raumtemperatur erhitzt, um 22 Grad zwei Bereiche der Lichtleitfaser durch die Verschiebung gemessen wird, wenn der Mikrolaser der Faserlaserwellenlänge von den feinen Teilchen emittiert durchläuft, genau zu erfassen, um eine Temperaturänderung kleiner als 3 Grad ist, eine Änderung des Temperatursensors erfaßt, und stellt eine räumliche Auflösung von mehreren Millimetern.
"Die räumliche Auflösung dieses verteilten Sensors ist letztlich durch die Größe des Partikels begrenzt." So sagte Zeltner: "Damit können wir eine räumliche Auflösung von einigen Mikrometern in einem sehr langen Messbereich mit anderen Arten der Verteilung erreichen Im Vergleich zu Temperatursensoren ist dies ein großer Vorteil unseres Systems.
Mit Hilfe der Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung ermittelten die Forscher, dass sich die Partikel während des Experiments mit einer Geschwindigkeit von 250 Mikrometern pro Sekunde bewegen und dass die mit Luft gefüllte Faser anstelle von Wasser die Vorschubgeschwindigkeit auf Zentimeter pro Sekunde oder Meter erhöhen kann.
Obwohl die im Experiment verwendeten Mikropartikel nach etwa einer Minute zu einem Verlust der Anregungsfähigkeit führten, stellten die Forscher fest, dass Partikel mit unterschiedlichen Verstärkungsmaterialien dieses Problem lösen können und untersuchen, ob mehrere Fasern gleichzeitig in der Faser manipuliert werden können. Micro-Laser und verbessert das Partikelpositions-Erkennungsschema.
"Mit der zunehmenden Kommerzialisierung hohler photonischer Kristallfasern ist bereits die gesamte Technologie verfügbar, die für dieses System zu einem praktischen Sensor wird", sagte Zeltner.
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