ເລເຊີເສັ້ນແຄບ

ບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ laser ຕ້ອງການ laser ມີເສັ້ນແຄບຫຼາຍ, ນັ້ນແມ່ນ, spectrum ແຄບ. lasers linewidth ແຄບຫມາຍເຖິງ lasers ຄວາມຖີ່ດຽວ, ນັ້ນແມ່ນ, ມີໂຫມດຢູ່ຕາມໂກນ resonant ໃນຄ່າ laser, ແລະສິ່ງລົບກວນໄລຍະແມ່ນຕ່ໍາຫຼາຍ, ສະນັ້ນຄວາມບໍລິສຸດ spectral ແມ່ນສູງຫຼາຍ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວເລເຊີດັ່ງກ່າວມີສຽງລົບກວນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕໍ່າຫຼາຍ.

ປະເພດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງເລເຊີ linewidth ແຄບມີດັ່ງນີ້:

1. ເລເຊີ semiconductor, diodes laser ຄວາມຄິດເຫັນແຈກຢາຍ (ເລເຊີ DFB) ແລະເລເຊີສະທ້ອນແສງ Bragg (DBR lasers), ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນພາກພື້ນ 1500 ຫຼື 1000nm. ຕົວກໍານົດການປະຕິບັດງານປົກກະຕິແມ່ນກໍາລັງຜົນຜະລິດຂອງສິບ milliwatts (ບາງຄັ້ງຫຼາຍກ່ວາ 100 milliwatts) ແລະ linewidth ຂອງຫຼາຍ MHz.

2. ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແຄບອາດຈະໄດ້ຮັບດ້ວຍເລເຊີ semiconductor, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງໂດຍການຂະຫຍາຍ resonator ດ້ວຍເສັ້ນໄຍຮູບແບບດຽວທີ່ມີເສັ້ນໄຍ Bragg grating ແຄບ, ຫຼືໂດຍການນໍາໃຊ້ laser diode ຢູ່ຕາມໂກນພາຍນອກ. ການນໍາໃຊ້ວິທີການນີ້, ເສັ້ນແຄບແຄບທີ່ສຸດຂອງຫຼາຍ kHz ຫຼືແມ້ກະທັ້ງຫນ້ອຍກວ່າ 1kHz ສາມາດບັນລຸໄດ້.

3. ເລເຊີເສັ້ນໄຍກະແຈກກະຈາຍຂະຫນາດນ້ອຍ (resonators ເຮັດດ້ວຍເສັ້ນໄຍ Bragg gratings ພິເສດ) ສາມາດສ້າງກໍາລັງຜົນຜະລິດຂອງສິບ milliwatts ກັບ linewidths ໃນລະດັບ kHz.

4. Diode-pumped Solid-state lasers ຮ່າງກາຍທີ່ມີ resonators ວົງ non-planar ຍັງສາມາດໄດ້ຮັບ linewidth ຂອງຫຼາຍ kHz, ໃນຂະນະທີ່ພະລັງງານຜົນຜະລິດແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສູງ, ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 1W. ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຍາວຄື້ນປົກກະຕິແມ່ນ 1064nm, ພາກພື້ນຄວາມຍາວຄື່ນອື່ນໆເຊັ່ນ: 1300 ຫຼື 1500nm ແມ່ນເປັນໄປໄດ້.

ປັດໄຈຕົ້ນຕໍຜົນກະທົບຕໍ່ເສັ້ນແຄບຂອງເລເຊີ

ເພື່ອບັນລຸເລເຊີທີ່ມີແບນວິດຂອງ radiation ແຄບຫຼາຍ (linewidth), ປັດໃຈດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາໃນການອອກແບບເລເຊີ:

ທໍາອິດ, ການປະຕິບັດຄວາມຖີ່ດຽວຕ້ອງໄດ້ຮັບການບັນລຸ. ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍການນໍາໃຊ້ຂະຫນາດກາງໄດ້ຮັບທີ່ມີແບນວິດຂະຫນາດນ້ອຍແລະຊ່ອງຫວ່າງເລເຊີສັ້ນ (ສົ່ງຜົນໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດ spectral ຟຣີຂະຫນາດໃຫຍ່). ເປົ້າຫມາຍຄວນຈະເປັນການດໍາເນີນງານຄວາມຖີ່ດຽວໃນໄລຍະຍາວທີ່ຫມັ້ນຄົງໂດຍບໍ່ມີການ hopping ຮູບແບບ.

ອັນທີສອງ, ອິດທິພົນຂອງສິ່ງລົບກວນພາຍນອກຕ້ອງໄດ້ຮັບການຫຼຸດຜ່ອນລົງ. ນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕິດຕັ້ງ resonator ທີ່ຫມັ້ນຄົງ (monochrome), ຫຼືການປົກປ້ອງພິເສດຕໍ່ກັບການສັ່ນສະເທືອນກົນຈັກ. lasers pumped ໄຟຟ້າຈໍາເປັນຕ້ອງໃຊ້ແຫຼ່ງທີ່ມີສຽງຕ່ໍາຫຼືແຮງດັນ, ໃນຂະນະທີ່ lasers pumped optically ຈໍາເປັນຕ້ອງມີສິ່ງລົບກວນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຕ່ໍາເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ pump. ນອກຈາກນັ້ນ, ທຸກໆຄື້ນຄວາມສະຫວ່າງຂອງຄໍາຕິຊົມຕ້ອງໄດ້ຮັບການຫຼີກເວັ້ນ, ຕົວຢ່າງໂດຍໃຊ້ Faraday isolators. ໃນທາງທິດສະດີ, ສິ່ງລົບກວນພາຍນອກມີອິດທິພົນຫນ້ອຍກວ່າສິ່ງລົບກວນພາຍໃນ, ເຊັ່ນ: ການປ່ອຍອາຍພິດ spontaneous ໃນຂະຫນາດກາງທີ່ໄດ້ຮັບ. ນີ້ແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະບັນລຸໃນເວລາທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງສິ່ງລົບກວນແມ່ນສູງ, ແຕ່ໃນເວລາທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງສິ່ງລົບກວນຕ່ໍາ, ຜົນກະທົບຂອງ linewidth ແມ່ນສໍາຄັນທີ່ສຸດ.

ອັນທີສາມ, ການອອກແບບ laser ຕ້ອງໄດ້ຮັບການ optimized ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງລົບກວນ laser, ໂດຍສະເພາະແມ່ນສິ່ງລົບກວນໄລຍະ. ພະລັງງານ intracavity ສູງແລະ resonators ຍາວແມ່ນມັກ, ເຖິງແມ່ນວ່າການດໍາເນີນງານຄວາມຖີ່ດຽວທີ່ຫມັ້ນຄົງແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະບັນລຸໃນກໍລະນີນີ້.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມສໍາຄັນຂອງແຫຼ່ງສິ່ງລົບກວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເນື່ອງຈາກວ່າການວັດແທກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຈໍາເປັນໂດຍອີງຕາມແຫຼ່ງສິ່ງລົບກວນທີ່ເດັ່ນຊັດ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, linewidth ຫຼຸດລົງຕາມສົມຜົນ Schawlow-Townes ບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນ linewidth ຕົວຈິງຖ້າຫາກວ່າ linewidth ຕົວຈິງຖືກກໍານົດໂດຍສິ່ງລົບກວນກົນຈັກ.

ຄຸນລັກສະນະຂອງສິ່ງລົບກວນແລະຂໍ້ກໍາຫນົດປະສິດທິພາບ.

ທັງຄຸນລັກສະນະຂອງສິ່ງລົບກວນແລະການວັດແທກການປະຕິບັດຂອງເລເຊີເສັ້ນແຄບແມ່ນບັນຫາເລັກນ້ອຍ. ເຕັກນິກການວັດແທກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລືໃນ Linewidth ເຂົ້າ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນ linewidth ຂອງສອງສາມ kHz ຫຼືຫນ້ອຍແມ່ນຕ້ອງການ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພຽງແຕ່ພິຈາລະນາມູນຄ່າ linewidth ບໍ່ສາມາດໃຫ້ຄຸນລັກສະນະຂອງສິ່ງລົບກວນທັງຫມົດ; ມັນ ຈຳ ເປັນທີ່ຈະໃຫ້ສັນຍານລົບກວນໄລຍະທີ່ສົມບູນ, ພ້ອມທັງຂໍ້ມູນສິ່ງລົບກວນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງພີ່ນ້ອງ. ຄ່າ linewidth ຈໍາເປັນຕ້ອງຖືກລວມເຂົ້າກັບຢ່າງຫນ້ອຍທີ່ໃຊ້ເວລາການວັດແທກ, ຫຼືຂໍ້ມູນອື່ນໆທີ່ຄໍານຶງເຖິງຄວາມຖີ່ຂອງ drift ໃນໄລຍະຍາວ.

ແນ່ນອນ, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີຄວາມຕ້ອງການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະລະດັບໃດຂອງດັດຊະນີການປະຕິບັດສິ່ງລົບກວນຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາໃນສະຖານະການຕົວຈິງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ Lasers Linewidth ແຄບ

1. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍແມ່ນຢູ່ໃນພາກສະຫນາມຂອງ sensing, ເຊັ່ນ: ເຊັນເຊີໄຟເບີ optic ຄວາມກົດດັນຫຼືອຸນຫະພູມ, ຄວາມຮູ້ສຶກ interferometer ຕ່າງໆ, ການນໍາໃຊ້ LIDAR ການດູດຊຶມທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອກວດຫາແລະຕິດຕາມອາຍແກັສ, ແລະການນໍາໃຊ້ Doppler LIDAR ເພື່ອວັດແທກຄວາມໄວລົມ. ບາງເຊັນເຊີໃຍແກ້ວນໍາແສງຕ້ອງການສາຍເລເຊີຂອງຫຼາຍ kHz, ໃນຂະນະທີ່ໃນການວັດແທກ LIDAT, ເສັ້ນຄວາມກວ້າງ 100kHz ແມ່ນພຽງພໍ.

2. ການວັດແທກຄວາມຖີ່ optical ຕ້ອງການ linewidths ແຫຼ່ງແຄບຫຼາຍ, ເຊິ່ງຕ້ອງການເຕັກນິກການສະຖຽນລະພາບເພື່ອບັນລຸ.

3. ລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical ມີຄວາມຕ້ອງການຂ້ອນຂ້າງວ່າງກ່ຽວກັບຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ, ແລະສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານຫຼືສໍາລັບການກວດສອບຫຼືວັດແທກ.