Mesura de l'amplada de línia delàser d'amplada de línia estreta
L'amplada de línia del làser d'amplada de línia estreta, especialment el dels làsers de freqüència única, es refereix a l'amplada de l'espectre làser (normalment de mitja amplada a amplada completa FWHM). Més precisament, l'amplada de la densitat espectral de potència del camp elèctric radiat s'expressa en termes de freqüència, nombre d'ona o longitud d'ona. L'amplada de línia del làser té una correlació molt estreta amb el temps i es caracteritza pel temps de coherència i la longitud de coherència. Si la fase experimenta un desplaçament il·limitat, el soroll de fase genera una amplada de línia, que és el cas d'un oscil·lador lliure. Les fluctuacions de fase confinades dins d'un rang de fase molt petit donen lloc a 0 amplades de línia i una banda lateral de soroll. El desplaçament de la longitud de la cavitat ressonant també contribueix a l'amplada de línia i la fa dependent del temps de mesura. Això indica que només l'amplada de línia o fins i tot la forma de l'espectre (tipus de línia) no poden proporcionar tota la informació sobre laespectre làser.
Es poden adoptar moltes tècniques per mesurar laamplada de línia d'un làser:
Quan la relació d'amplada de línia és gran (>10 GHz, quan hi ha oscil·lacions de mode múltiple a les cavitats ressonants de múltiples làsers), es pot utilitzar un espectròmetre tradicional que utilitza una xarxa de difracció per a la mesura. És molt difícil obtenir una resolució d'alta freqüència mitjançant aquest mètode.
Un altre mètode és utilitzar un discriminador de freqüència per convertir les fluctuacions de freqüència en fluctuacions d'intensitat. El discriminador pot ser un interferòmetre desequilibrat o una cavitat de referència d'alta precisió. La resolució d'aquest mètode de mesura també és molt limitada.
3. Els làsers de freqüència única solen utilitzar el mètode autoheterodí, que registra el batec entre la sortida del làser i si mateixa després del desplaçament i el retard de freqüència.
Quan l'amplada de línia és de diversos centenars d'hertzs, la tècnica heterodina tradicional no és pràctica perquè en aquest moment es requereix una gran longitud de retard. Es pot utilitzar un bucle de fibra cíclic i un amplificador de fibra intern per estendre-la.
5. Es pot aconseguir una resolució molt alta enregistrant els batecs de dos làsers independents. En aquest moment, el soroll del làser de referència és molt inferior al del làser de prova.làser, o els indicadors de rendiment dels dos són similars. La diferència de freqüència instantània es pot obtenir mitjançant un bucle de fase bloquejada o mitjançant un càlcul basat en registres matemàtics. Aquest mètode és molt senzill i estable, però requereix un altre làser (que funcioni a prop de la freqüència del làser de prova). Si l'amplada de línia mesurada requereix un rang espectral molt ampli, és molt convenient utilitzar un pentinat de freqüència.
El mesurament de freqüència òptica normalment requereix una determinada referència de freqüència (o temps) en algun punt. Per a làsers d'amplada de línia estreta, només es necessita una llum de referència per proporcionar una referència prou precisa. La tècnica heterodina obté la referència de freqüència aplicant un retard de temps prou llarg des del propi dispositiu de prova. Idealment, evita la coherència temporal entre el feix inicial i la seva pròpia llum retardada. Per tant, normalment s'adopten fibres òptiques llargues. Tanmateix, a causa de les fluctuacions estables i els efectes acústics, les fibres òptiques llargues poden causar soroll de fase addicional.
Data de publicació: 08-12-2025