Laser Linewidth Sempit

Sawetara aplikasi laser mbutuhake laser duwe linewidth sing sempit, yaiku, spektrum sing sempit. Laser linewidth sempit nuduhake laser frekuensi siji, yaiku, ana mode rongga resonansi ing nilai laser, lan gangguan fase banget, saengga kemurnian spektral dhuwur banget. Biasane laser kuwi duwe gangguan intensitas banget.

Jinis paling penting saka laser linewidth sempit minangka nderek:

1. Laser Semikonduktor, dioda laser umpan balik sing disebarake (laser DFB) lan laser refleksi Bragg sing disebarake (laser DBR), sing paling umum digunakake ing wilayah 1500 utawa 1000nm. Parameter operasi sing umum yaiku daya output puluhan milliwatts (kadhangkala luwih saka 100 milliwatts) lan jembar garis sawetara MHz.

2. Narrower linewidths bisa dipikolehi karo laser semikonduktor, contone, ndawakake resonator karo serat single-mode ngemot serat narrowband Bragg grating, utawa nggunakake laser dioda growong external. Nggunakake metode iki, jembar garis ultra-sempit saka sawetara kHz utawa malah kurang saka 1kHz bisa digayuh.

3. Laser serat umpan balik mbagekke cilik (resonators digawe saka serat khusus Bragg gratings) bisa generate daya output saka puluhan milliwatts karo linewidths ing sawetara kHz.

4. Diode-pompa laser awak ngalangi karo resonator ring non-planar uga bisa diwenehi linewidth saka sawetara kHz, nalika daya output punika relatif dhuwur, ing urutan 1W. Senajan dawa gelombang khas 1064nm, wilayah dawa gelombang liyane kayata 1300 utawa 1500nm uga bisa.

Faktor utama mengaruhi linewidth sempit laser

Kanggo entuk laser kanthi bandwidth radiasi sing sempit (lebar garis), faktor ing ngisor iki kudu dianggep ing desain laser:

Kaping pisanan, operasi frekuensi siji kudu digayuh. Iki gampang digayuh kanthi nggunakake medium gain karo bandwidth gain cilik lan rongga laser cendhak (asil ing sawetara spektral free gedhe). Tujuane kudu operasi frekuensi tunggal sing stabil jangka panjang tanpa mode hopping.

Kapindho, pengaruh gangguan eksternal kudu diminimalisir. Iki mbutuhake persiyapan resonator stabil (monokrom), utawa proteksi khusus marang getaran mekanik. Laser sing dipompa kanthi listrik kudu nggunakake sumber arus utawa voltase swara sing kurang, dene laser sing dipompa kanthi optik kudu duwe gangguan intensitas rendah minangka sumber cahya pompa. Kajaba iku, kabeh gelombang cahya umpan balik kudu dihindari, contone kanthi nggunakake isolator Faraday. Ing teori, gangguan eksternal duwe pengaruh kurang saka gangguan internal, kayata emisi spontan ing medium gain. Iki gampang digayuh nalika frekuensi swara dhuwur, nanging nalika frekuensi swara kurang, efek ing lebar garis paling penting.

Katelu, desain laser kudu dioptimalake kanggo nyuda gangguan laser, utamane gangguan fase. Daya intracavity dhuwur lan resonator dawa luwih disenengi, sanajan operasi frekuensi siji sing stabil luwih angel digayuh ing kasus iki.

Optimasi sistem mbutuhake pangerten babagan pentinge sumber swara sing beda-beda, amarga pangukuran beda dibutuhake gumantung saka sumber swara sing dominan. Contone, linewidth nyilikake miturut persamaan Schawlow-Townes ora kudu nyilikake linewidth nyata yen linewidth nyata ditemtokake dening gangguan mechanical.

Karakteristik gangguan lan Spesifikasi Kinerja.

Loro-lorone karakteristik gangguan lan metrik kinerja laser linewidth sempit minangka masalah sing ora pati penting. Teknik pangukuran sing beda-beda dibahas ing entri Linewidth, utamane linewidths sawetara kHz utawa kurang sing nuntut. Kajaba iku, mung considering ing Nilai linewidth ora bisa menehi kabeh ciri gangguan; perlu kanggo menehi spektrum gangguan phase lengkap, uga informasi swara intensitas relatif. Nilai linewidth kudu digabung karo paling sethithik wektu pangukuran, utawa informasi liyane sing nimbang drift frekuensi jangka panjang.

Mesthine, aplikasi sing beda duwe syarat sing beda-beda, lan tingkat indeks kinerja swara apa sing kudu dianggep ing kahanan nyata sing beda.

Aplikasi saka Laser Linewidth sempit

1. Aplikasi sing penting banget yaiku ing bidang sensing, kayata sensor tekanan utawa suhu serat optik, macem-macem sensing interferometer, nggunakake LIDAR panyerepan sing beda kanggo ndeteksi lan nglacak gas, lan nggunakake Doppler LIDAR kanggo ngukur kecepatan angin. Sawetara sensor serat optik mbutuhake linewidth laser sawetara kHz, dene ing pangukuran LIDAT, linewidth 100kHz cukup.

2. Pangukuran frekuensi optik mbutuhake linewidths sumber banget panah, kang mbutuhake Techniques stabil kanggo entuk.

3. sistem komunikasi serat optik duwe syarat relatif ngeculke ing jembaré baris, lan utamané dipigunakaké kanggo pemancar utawa kanggo deteksi utawa pangukuran.