Uwendung vunEenzelfrequenz-Hallefleiterlaseran der präziser Miessung vun der Liichtwelleninterferenz
D'Applikatioun vun enger eenzeger FrequenzHalbleiterlasera Präzisiounsmiessberäicher wéi Glasfaserhydrophonen an Interferometer fir Buedemlauschteren gëtt diskutéiert, an den Haaptafloss vun der Laserleistung op d'Leeschtung vun Interferometersystemer gëtt am Detail analyséiert.
Kärstruktur a Funktionsprinzip vum System: Den opteschen Hydrophonsystem besteet haaptsächlech aus engem Sensorkapp an engem Interferometer (zum Beispill den MZ-Interferometer). De Grondprinzip ass, datt den Tounsignal (Schalldrock Δp) op de Sensorkapp wierkt, wouduerch Ännerungen an der Längt an dem Breechungsindex vun der Sensorfaser, déi ëm den huel Zylinder gewéckelt ass, verursaacht ginn, wouduerch Ännerungen am optesche Wee entstinn. Dës kleng Ännerung vum optesche Wee (dh Phasenännerung) gëtt mat héijer Empfindlechkeet vun engem Interferometer detektéiert.
1. Sensorkapp: Seng Haaptfunktioun ass et, Schallvibratiounen an Ännerungen am optesche Wee vum Interferometer ëmzewandelen. De Sensitivitéitskoeffizient s hänkt mat Faktoren wéi der Faserlängt L zesummen, a méi laang Sensorfasere si virdeelhaft fir d'Systemsensibilitéit ze verbesseren.
2. Interferometer: Et ass déi "bescht Waff" fir kleng Phasenännerungen z'entdecken. D'Ausgangsliichtintensitéit huet eng Kosinusbezéiung mat der Phasendifferenz. Duerch d'Stabiliséierung vun der statescher Phasenvirsiicht φ₀ um orthogonalen Aarbechtspunkt ((m+1/2)π), kann de System déi héchst Detektiounsempfindlechkeet erreechen.
3. Schlësselparameter vun der Liichtquell, déi d'Systemleistung beaflossen: Den Artikel konzentréiert sech op d'Analyse vun de Grenzen vun der Laserleistung fir d'Erreeche vun enger héijer Phasenopléisung (mat engem Zil vun ≤ 1 μ rad).
4. LaserFrequenzrauschen a Linnebreet: De Frequenzrauschen vum Laser kann Interferenzphasenrauschen verursaachen, wouduerch d'Visibilitéit vun Interferenzfransen reduzéiert gëtt. Fir en Interferometer mat enger optescher Weedifferenz vu ronn 1 Meter, muss d'Linnebreet vum Laser manner wéi ronn 30 Hz sinn, fir eng Phasenopléisung vun 1 μ rad z'erreechen. Dëst ass eng ganz héich Ufuerderung fir d'Frequenzstabilitéit vumLiichtquell.
5. Laserintensitéitsrauschen: De relative Intensitéitsrauschen (RIN) vum Laser gëtt direkt an de Phasenfehler vum Interferenzsignal ëmgewandelt. Fir eng Phasenopléisung vun 1 μ rad bei enger typescher Detektiounsliichtleistung (~100 μ W) z'erreechen, muss de RIN vum Laser op ënner -120 dB reduzéiert ginn. Dëst ass eng ganz héich Ufuerderung fir d'Stabilitéit vun der Liichtquellintensitéit.
Zesummegefaasst, duerch d'Analyse vum Glasfaser-Hydrophonsystem, ginn déi strikt Ufuerderunge fir d'Haaptliichtquell - den Eenzelfrequenz-Hallefleederlaser - a punkto extrem schmuel Linnebreet (Héichfrequenzstabilitéit) an extrem niddreger Intensitéitsrauschen bei Präzisiounsmiessungen op Basis vum Interferenzprinzip erkläert, an d'Erausfuerderunge vun der Laserfrequenzstabiliséierung, mat deenen a groussskalesche Systemapplikatioune konfrontéiert sinn, ginn presentéiert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07.04.2026