Минимизация ширины лазерной линии

Минимизацияширина лазерной линии

Ширина линии лазерного излучения напрямую зависит от типа лазера. Уменьшить ширину линии лазерного излучения можно путем оптимизации конструкции лазера и минимизации влияния внешнего шума. Первым шагом является определение того, какой шум является доминирующим — квантовый или классический, поскольку это повлияет на последующие измерения.

Когда внутрирезонаторная мощность высока, потери в резонаторе низки, а время прохождения сигнала через резонатор велико, квантовый шумлазер(В основном, шум спонтанного излучения) оказывает очень незначительное влияние. Классический шум может быть вызван механической ползучестью. Флуктуации можно уменьшить, используя компактный короткий лазерный резонатор, но иногда в более коротких резонаторах флуктуации длины могут оказывать более сильное воздействие. Разумная механическая конструкция может уменьшить связь между лазерным резонатором и внешним излучением, а также минимизировать эффект теплового дрейфа. Также существуют тепловые флуктуации в активной среде, вызванные колебаниями мощности накачки.

Для улучшения шумовых характеристик необходимо использовать другие активные стабилизирующие устройства, но лучше всего на начальном этапе применять практичные пассивные методы. Ширина линии одночастотного твердотельного лазера иволоконный лазерШирина линии составляет несколько килогерц, а иногда даже менее 1 кГц. Используя метод активной стабилизации, можно получить ширину линии менее 1 кГц. Ширина линии лазерных диодов обычно находится в диапазоне МГц и может быть уменьшена до кГц, например, в диодных лазерах с внешней резонаторной полостью, особенно для диодов с оптической обратной связью и высокоточным эталонным резонатором.

Стоит отметить, что в некоторых случаях алазерный источник светаНет необходимости создавать очень узкую полосу пропускания света:

1. При большой длине когерентности эффект когерентности (обусловленный слабым паразитным отражением) искажает форму светового луча. В лазерных проекционных дисплеях эффект спеклов может ухудшать качество отраженного света.

2. При передаче света по активным или пассивным оптическим волокнам узкая ширина линии излучения вызывает некоторые проблемы из-за стимулированного бриллюэновского рассеяния. В этом случае ширину линии необходимо увеличить, например, путем модуляции лазерного диода током или с помощью оптического модулятора для быстрого изменения мгновенной частоты. Ширина линии также используется в других ситуациях. Ширина линии также используется для описания ширины оптического затухания.