Kitsajoonelise laseri joone laiuse mõõtmine

Joone laiuse mõõtminekitsa joone laiusega laser

Kitsa joonelaiusega laseri, eriti ühesagedusliku laseri puhul, joonelaius viitab laserspektri laiusele (tavaliselt poollaiusest kuni täislaiuseni FWHM). Täpsemalt väljendatakse kiiratava elektrivälja võimsusspektri tiheduse laiust sageduse, lainearvu või lainepikkuse abil. Laseri joonelaius on ajaga väga tihedalt seotud ning seda iseloomustavad koherentsusaeg ja koherentsuspikkus. Kui faas läbib piiramatu nihke, tekitab faasimüra joonelaiuse, mis on vaba ostsillaatori puhul nii. Väga väikeses faasivahemikus olevad faasifluktuatsioonid põhjustavad 0 joonelaiust ja teatud müra külgriba. Resonantse õõnsuse pikkuse nihe aitab samuti kaasa joonelaiusele ja muudab selle sõltuvaks mõõtmisajast. See näitab, et ainuüksi joonelaius või isegi spektri kuju (joonetüüp) ei saa anda kogu teavet faasi kohta.laserspekter.

Mõõtmiseks saab kasutada mitmeid tehnikaidlaserkiire laius:

Kui joonelaiuse suhe on suur (>10 GHz, kui mitme laseri resonantsõõnsustes esineb mitme moodi võnkumisi), saab mõõtmiseks kasutada traditsioonilist difraktsioonivõrega spektromeetrit. Selle meetodi abil on väga raske saavutada kõrgsageduslikku eraldusvõimet.

Teine lähenemisviis on sagedusdiskriminaatori kasutamine sagedusfluktuatsioonide teisendamiseks intensiivsusfluktuatsioonideks. Diskriminaator võib olla tasakaalustamata interferomeeter või ülitäpne võrdlusõõnsus. Selle mõõtmismeetodi eraldusvõime on samuti väga piiratud.

3. Ühesageduslikud laserid kasutavad tavaliselt iseheterodüünmeetodit, mis salvestab laseri väljundi ja iseenda vahelise pulsi pärast sagedusnihet ja viivitust.

Kui joone laius on mitu sada hertsi, pole traditsiooniline heterodüüntehnika praktiline, kuna sel ajal on vaja suurt viivituspikkust. Selle pikendamiseks saab kasutada tsüklilist kiudsilmust ja sisemist kiudvõimendit.

5. Väga kõrge lahutusvõime saavutatakse kahe sõltumatu laseri löökide salvestamise teel. Sel ajal on võrdluslaseri müra palju madalam kui testlaseril.laservõi on kahe meetodi toimivusnäitajad sarnased. Hetkelise sageduserinevuse saab leida faasiluku abil või matemaatilistel andmetel põhineva arvutuse abil. See meetod on väga lihtne ja stabiilne, kuid nõuab teist laserit (mis töötab testlaseri sageduse lähedal). Kui mõõdetud joone laius nõuab väga laia spektraalvahemikku, on väga mugav kasutada sageduskammi.

Optiline sageduse mõõtmine nõuab tavaliselt mingil hetkel teatud sagedus- (või aja-) referentsi. Kitsa joonlaiusega laseri puhul on piisavalt täpse referentsi saamiseks vaja ainult ühte referentsvalgust. Heterodüüntehnika puhul saadakse sagedusreferents, rakendades testseadmelt endalt piisavalt pikka viiteaega. Ideaalis välditakse sellega ajalist koherentsust algkiire ja selle enda viivitatud valguse vahel. Seetõttu kasutatakse tavaliselt pikki optilisi kiude. Stabiilsete fluktuatsioonide ja akustiliste efektide tõttu võivad pikad optilised kiud aga põhjustada täiendavat faasimüra.