Çizgi genişliği ölçümüdar hat genişliğine sahip lazer
Dar bant genişliğine sahip lazerlerin, özellikle tek frekanslı lazerlerin bant genişliği, lazer spektrumunun genişliğini (genellikle yarı genişlikten tam genişliğe kadar FWHM) ifade eder. Daha doğrusu, yayılan elektrik alanının güç spektral yoğunluğunun genişliği, frekans, dalga sayısı veya dalga boyu cinsinden ifade edilir. Lazerin bant genişliği zamanla çok yakın bir ilişkiye sahiptir ve koherans süresi ve koherans uzunluğu ile karakterize edilir. Faz sınırsız bir kaymaya uğrarsa, faz gürültüsü bir bant genişliği oluşturur; bu durum serbest osilatörde olduğu gibidir. Çok küçük bir faz aralığında sınırlı faz dalgalanmaları, 0 bant genişliğine ve bazı gürültü yan bantlarına neden olur. Rezonans boşluğu uzunluğunun kayması da bant genişliğine katkıda bulunur ve onu ölçüm zamanına bağlı hale getirir. Bu, yalnızca bant genişliğinin veya hatta spektrumun şeklinin (bant tipi) tüm bilgileri sağlayamayacağını gösterir.lazer spektrumu.
Ölçüm yapmak için birçok teknik benimsenebilir.bir lazerin çizgi genişliği:
Çizgi genişliği oranı yüksek olduğunda (>10 GHz, birden fazla lazerin rezonans boşluklarında birden fazla modlu salınım olduğunda), kırınım ızgarası kullanan geleneksel bir spektrometre ölçüm için kullanılabilir. Bu yöntemle yüksek frekans çözünürlüğü elde etmek çok zordur.
Bir diğer yaklaşım ise frekans dalgalanmalarını yoğunluk dalgalanmalarına dönüştürmek için bir frekans ayırıcı kullanmaktır. Ayırıcı, dengesiz bir interferometre veya yüksek hassasiyetli bir referans boşluğu olabilir. Bu ölçüm yönteminin çözünürlüğü de oldukça sınırlıdır.
3. Tek frekanslı lazerler tipik olarak, frekans kayması ve gecikmeden sonra lazer çıkışı ile kendi arasındaki ritmi kaydeden öz-heterodin yöntemini kullanır.
Hat genişliği birkaç yüz Hertz olduğunda, geleneksel heterodin tekniği pratik değildir çünkü bu durumda büyük bir gecikme uzunluğuna ihtiyaç duyulur. Bunu uzatmak için döngüsel bir fiber halka ve dahili bir fiber amplifikatör kullanılabilir.
5. İki bağımsız lazerin vuruşlarını kaydederek çok yüksek çözünürlük elde edilebilir. Bu durumda, referans lazerin gürültüsü test lazerinin gürültüsünden çok daha düşüktür.lazerYa da ikisinin performans göstergeleri benzerdir. Anlık frekans farkı, faz kilitlemeli bir döngü kullanılarak veya matematiksel kayıtlara dayalı hesaplama yoluyla elde edilebilir. Bu yöntem çok basit ve kararlıdır, ancak başka bir lazer (test lazerinin frekansına yakın çalışan) gerektirir. Ölçülen çizgi genişliği çok geniş bir spektral aralık gerektiriyorsa, frekans tarağı kullanmak çok uygundur.
Optik frekans ölçümü genellikle belirli bir noktada belirli bir frekans (veya zaman) referansı gerektirir. Dar bant genişliğine sahip lazerler için, yeterince doğru bir referans sağlamak için yalnızca bir referans ışığı yeterlidir. Heterodin tekniği, test cihazının kendisinden yeterince uzun bir zaman gecikmesi uygulayarak frekans referansını elde eder. İdeal olarak, ilk ışın ile kendi gecikmeli ışığı arasındaki zaman uyumunu önler. Bu nedenle, genellikle uzun optik fiberler kullanılır. Bununla birlikte, kararlı dalgalanmalar ve akustik etkiler nedeniyle, uzun optik fiberler ek faz gürültüsüne neden olabilir.
Yayın tarihi: 08-12-2025