Definisi linewidth ing laser

Linewid saka laser, utamane laser frekuensi siji, nuduhake jembaré spektrum (biasane ambane kanthi cepet ing setengah maksimal, FWHM). Sing luwih tepat, minangka wadhah spektral listrik listrik sing sadiated, sing ditulis ing frekuensi, wavenumber, utawa gelombang. Linewid saka laser raket banget karo koherensi temporal lan ditondoi dening wektu koherensi lan koherensi dawa. Yen fase ngalami shift sing ora ana, swara fase menehi kontribusi; Iki minangka kasus kanthi osilator gratis. (Fluktuasi fase sing diwatesi menyang interval phase cilik ngasilake linewidth nol lan sawetara sidebids swara. Iki nuduhake yen linewidth mung, utawa uga spektrum sing dikarepake (barisan), ora bisa menehi informasi lengkap babagan spektrum laser.

II. Pangukuran Laser Linewidth

Akeh teknik sing bisa digunakake kanggo ngukur laser laser:

1. Nalika linewidth cukup gedhe (> 10 GHz, nalika pirang-pirang mode osor ing rongga rongga laser), bisa diukur nggunakake spektrometer tradisional kanggo nggunakake grating bedhil. Nanging, angel golek resolusi frekuensi sing dhuwur kanthi nggunakake metode iki.

2 .. Cara liya yaiku nggunakake diskriminator frekuensi kanggo ngowahi fluktuasi frekuensi dadi intensitas. Diskriminator bisa dadi interferometer sing ora seimbang utawa rongga referensi tliti dhuwur. Cara pangukuran iki uga nduweni resolusi winates.

3 .. laser frekuensi tunggal biasane nggunakake metode heterodyne dhewe, sing nyathet ngalahake ing antarane output laser lan frekuensi dhewe sawise ngimbangi lan tundha.

4. Kanggo linewidths saka sawetara atus Hertz, teknik heterodyne tradisional ora praktis amarga mbutuhake wektu tundha sing gedhe. Loop serat siklus lan amplifier serat sing dibangun ing bisa digunakake kanggo ngluwihi dawa iki.

2 .. Nalika cahya nyebar ing serat optik aktif utawa pasif, linewidth sempit bisa nyebabake masalah amarga stimulasi nyebarake brilllouin. Ing kasus kasebut, kudu nambah linewidth, umpamane, kanthi cepet nempel frekuensi laser utawa modulator optik sing nggunakake modulasi saiki. Linewidth uga digunakake kanggo nggambarake jembar saka transisi optik (E.g., transisi laser utawa sawetara ciri penyerapan). Ing transisi saka atom utawa ion tunggal stasion, linewid sing ana hubungane karo umur negara energi ndhuwur (luwih tepat, umure ing antarane negara energi ndhuwur lan ngisor), lan diarani larikan alam. Gerakan (pirsani doppler broadening) utawa interaksi atom utawa ion bisa nyebar larikan, kayata tekanan sing nyebar ing gas utawa interaksi phonon ing media sing solid. Yen atom utawa ion sing beda-beda kena pengaruh beda, broadulasi non-seragam bisa kedadeyan.

Pangukuran frekutik optik asring mbutuhake frekuensi khusus (utawa wektu tartamtu ing sawetara titik. Kanggo laser lasewidth sing sempit, mung balok referensi siji dibutuhake kanggo nyedhiyakake referensi sing cukup akurat. Teknik heterodyne poto entuk referensi frekuensi kanthi ngetrapake wektu tundha wektu sing cukup suwe, saenipun ngindhari koherensi temporal antarane balok awal lan awake dhewe. Mula, serat optik sing dawa biasane digunakake. Nanging, amarga efek stabil lan efek akustik, serat dawa ngenalake swara phase tambahan.

Nalika swara frekuensi 1 / F saiki ana, linewidth mung ora bisa nerangake babagan kesalahan phase. Pendhaftaran sing luwih apik yaiku ngukur spektrum fèngrum fase utawa fread frekuensi fase utawa cepet banjur menehi ciri nggunakake kapadhetan spektral daya; Indikator kinerja swara bisa dirujuk. Gangguan 1 / utawa spektrum swara saka swara frekuensi rendah liyane) bisa nyebabake sawetara masalah pangukuran.

III. Minimalake laser laserwidth

Laser LaserWidth langsung ana hubungane karo jinis laser. Iki bisa minimalake kanthi ngoptimalake desain laser lan nyuda pengaruh swara njaba. Langkah pertama yaiku nemtokake manawa gangguan kuantum utawa swara klasik wis unggul, amarga iki bakal mengaruhi pangukuran sakteruse.

Nalika kekuwatan intracavity dhuwur, kerugian rongga reson rendah, lan wektu pusingan reson-roto suwe, swara kuantum (utamane swara saka spontan (utamane swara emisi spontan) laser duwe pengaruh cilik. Bising klasik bisa disebabake dening fluktuasi mekanik, sing bisa dicelupake kanthi nggunakake resonator laser kompak, cendhak. Nanging, fluktuasi dawa bisa duwe efek sing luwih kuat ing resonator sing luwih cendhek. Desain mekanik sing bener bisa nyuda gabung ing antarane resonator laser lan radiasi eksternal, lan uga nyilikake efek drift termal. Turun bengkak termal uga ana ing medium keuntungan, sing disebabake dening pompa fluktif. Kanggo kinerja swara sing luwih apik, piranti stabilisasi aktif liyane, nanging wiwitane, cara pasif praktis luwih disenengi. Linewidths laser-frekuensi lan laser serat solid siji ing sawetara 1-2 Hz, sok-sok sanajan ing ngisor 1 kHz. Cara stabilitas aktif bisa entuk linewidths ing ngisor 1 KHz. Linewidths dioda laser biasane ana ing sawetara MHz, nanging bisa dikurangi menyang Khz, umpamane, ing laser diode vekisi eksternal, utamane sing duwe umpan balik optik lan rongga referensi tliti.

IV. Masalah sing njedhul saka linewidth sempit

Ing sawetara kasus, balok sing sempit saka sumber laser ora perlu:

1 .. Nalika dawane koherensi dawa, efek koheran (amarga refleksi parasit sing kuwat) bisa ngilangi bentuk balok. 1 .. Ing tampilan ramalan laser, efek spekis bisa ngganggu kualitas permukaan.

2 .. Nalika cahya nyebar ing serat optik aktif utawa pasif, linewidth sempit bisa nyebabake masalah amarga stimulasi nyebarake brilllouin. Ing kasus kasebut, kudu nambah linewidth, umpamane, kanthi cepet nempel frekuensi laser utawa modulator optik sing nggunakake modulasi saiki. Linewidth uga digunakake kanggo nggambarake jembar saka transisi optik (E.g., transisi laser utawa sawetara ciri penyerapan). Ing transisi saka atom utawa ion tunggal stasion, linewid sing ana hubungane karo umur negara energi ndhuwur (luwih tepat, umure ing antarane negara energi ndhuwur lan ngisor), lan diarani larikan alam. Gerakan (pirsani doppler broadening) utawa interaksi atom utawa ion bisa nyebar larikan, kayata tekanan sing nyebar ing gas utawa interaksi phonon ing media sing solid. Yen atom utawa ion sing beda-beda kena pengaruh beda, broadulasi non-seragam bisa kedadeyan.