Метод измерения ширины линии одночастотного лазера

Метод измерения ширины линииодночастотный лазер
Ниже приводится краткое описание нескольких методов измерения ширины линии лазерного излучения на одной частоте, от грубого до точного, а также сценариев их применения и технических аспектов:
1. Прямое измерение с помощью спектрометра (приблизительное измерение, ширина линии ≥ уровня ГГц)
Для определения того, является ли излучение одиночной продольной модой, используется дифракционный спектрометр или оптический спектрометр (OSA), измеряется коэффициент подавления краевых мод и ширина линии продольной моды. Разрешение обычного оптического спектрометра составляет около 0,1–0,01 нм (что соответствует 0,1–10 ГГц для ближнего инфракрасного диапазона), а высокопроизводительные спектрометры могут достигать 1 пм, что подходит только для предварительного отбора образцов с более широкой шириной линии.лазер.
2. Сканирующий эталон Фабри-Перо (FP) (средняя узкая ширина линии)
Подходит для лазеров с более узкой шириной линии или меньшим расстоянием между продольными модами, чем разрешение оптического спектрометра. При измерении необходимо ориентироваться на соотношение ширины линии лазера и ширины моды резонатора Фабри-Перо: если ширина линии лазера значительно превышает ширину моды резонатора, измерение можно проводить напрямую; если ширина линии аналогична, требуется деконволюция; если ширина линии значительно меньше ширины моды резонатора, необходимо заменить резонатор Фабри-Перо на более точный или использовать технологию моделирования краев для оценки.
3. Гетеродинирование/задержка. Самогетеродинирование и самогомодинирование (узкая ширина линии, диапазон кГц~МГц).
Когда разрешение высококогерентного одночастотного лазера превышает разрешение оптического спектрометра, обычно используются гетеродинный метод (с известным чрезвычайно узким эталонным лазером) или метод самогетеродинирования/самогомодинирования с временной задержкой (без эталонного лазера). Устройство представляет собой волоконный интерферометр Маха-Цендера или Майкельсона с временной задержкой τd_d (определяемой разностью длин волокон) между двумя плечами; подключениеАОМ-модуляторСдвиг частоты происходит за счет самогетеродинирования, без подключения — за счет самогомодинирования. АОМ-модулятор может смещать частоту биений относительно постоянного тока для уменьшения низкочастотных помех.
4. Меры предосторожности:
4.1 Длинные оптические волокна подвержены вибрационному/температурному дрейфу, поэтому необходимо повысить стабильность интерферометра;
4.2 Необходимо сбалансировать два канала питания, иОптический усилитель EDFAМожно использовать компенсацию или многоцикловой интерферометр на основе волоконного кольца;
4.3 При очень малой ширине линии можно считать ширину линии в 20 дБ, а затем, исходя из формы линии Лоренца, определить ширину линии в 3 дБ;
4.4 Используйте поляризационный контроллер (ПК) или вращающееся зеркало Фарадея (ВЗФ) для подавления затухания поляризации.