Continuous wave frequency modulated optical feedback (CWFM-OF) : theory and applications
Diese Arbeit soll einen Beitrag leisten zur Entwicklung neuer Sensorstrategien, basierend auf Phänomenen der optischer Rückkopplung, in Kombination mit die Intensitätsmodulation des Lasers. Optische Rückkopplung, ein Phänomen, bei dem ein Teil des vom Laser emittierten Felds in die Kavität zurückgel...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | España |
| Recursos: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/404304 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10803/404304 https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-106277 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la visió 535 621.3 |
| Resumo: | Diese Arbeit soll einen Beitrag leisten zur Entwicklung neuer Sensorstrategien, basierend auf Phänomenen der optischer Rückkopplung, in Kombination mit die Intensitätsmodulation des Lasers. Optische Rückkopplung, ein Phänomen, bei dem ein Teil des vom Laser emittierten Felds in die Kavität zurückgeleitet wird, wurde früher im Kontext der Glasfaserkommunikation aufgrund der Einführung von Laser-Instabilitäten als störend angesehen. Heutzutage wird optische Rückkopplung als leistungsfähiger photonischer Sensor für praxisorientierte Anwendungen in Betracht gezogen. Optische Rückkopplung beeinflusst einige Betriebsparameter des Lasers (wie den Facettenreflektionskoeffizienten, die Verstärkung oder die Photonen- und Ladungsträgerdichte) und verändert letztendlich die emittierte Intensität. Die Beziehung zwischen optischer Rückkopplung, Intensität und Frequenzmodulation ist interessant, weil sie einen günstigen Halbleiterlaser in einen kompletten interferometrischen Sensor konvertiert, in dem der Laser als Quelle, Detektor und Medium, in dem die Interferenz stattfindet, dient, was ihn tauglich macht für berührungslose und zerstörungsfreie Detektion. Die Untersuchung in dieser Arbeit soll einen Beitrag leisten zu verschiedenen Gebieten der optischen Rückkopplungs-Interferometrie, von der theoretischen Formalisierung des Verständnisses der Transferfunktion eines Lasers unter optischem Feedback basierend auf Streutheorie, bis zur Signalverarbeitung des optischen rückgekoppelten Signals (optical feedback signal, OFS) gleichzeitig in der Zeit- und Frequenzdomäne mittels Wavelet-Transformation, um Rauschen zu entfernen, Speckle zu regeln, und die vibrationsverwandten Parameter periodischer und transienter Vibrationen alle in einem einzigen Arbeitsschritt zuextrahieren. Außerdem werden, basierend auf der Lang-Kobayashi-Gleichung, die experimentellen Befunde zu den theoretischen Vorhersagen genutzt, um den Laser sogar bei starker Rückkopplung zu stabilisieren, indem Injektionsmodulation genutzt wird, und man sich die Tatsache zu Nutze macht, dass die Frequenzabweichung in der Laseremission durch optische Rückkopplung der Frequenzabweichung durch Injektionsmodulation entgegenläuft. So fügen Sie auf, jedoch hat sich der wichtigste Beitrag dieser Arbeit war in der Tiefe noch eine weitere Variante von OFI zu entwickeln, die wir Continuous Wave Frequency Modulation Differential Optical Feedback-Interferometrie (CWFM-DOFI) benannt, der die nichtlineare Dynamik kombiniert aufgrund oF und Injektionsmodulations Lichtwegdifferenzen unter die Hälfte der Emissionswellenlänge zu messen, mit Auflösungen unter im einzelnen nm-Bereich, unter Beibehaltung der Versuchsaufbau gleiche wie die der klassischen OFI. Unter den breiten Bereich von möglichen Anwendungen hat sich die vorgeschlagene Methode getestet worden, um die Schwingung der Membran eines akustischen Wandlers zu charakterisieren und die momentane Oberflächenverschiebung eines entfernten Ziels aufgrund von akustischen Strahlung zu detektieren tion Druck, um die akustische Feldmuster über die Soll-Verschiebungs zu dem optischen Strahl zu übertragen. Diese Arbeit erweitert den Anwendungsbereich von OFI im Allgemeinen auf Anwendungen als Sensor in der Laser-Ultraschall, akustischen Holographie und photoakustische Bildgebung, unter anderem. |
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