ຄໍານິຍາມຂອງ linewidth ໃນ lasers

ເສັ້ນທາງ linewidth ຂອງເລເຊີ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນເລເຊີທີ່ມີຄວາມຖີ່ດຽວ, ຫມາຍເຖິງຄວາມກວ້າງຂອງ spectrum ຂອງມັນ (ປົກກະຕິເຕັມໄປດ້ວຍເຄິ່ງຫນຶ່ງໃນເວລາສູງສຸດເຄິ່ງຫນຶ່ງ, FWHM). ທີ່ຊັດເຈນກວ່ານັ້ນ, ມັນແມ່ນຄວາມກວ້າງຂອງສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງໄຟຟ້າ, ສະແດງອອກໃນແງ່ຂອງຄວາມຖີ່, ຄວາມຖີ່, ຫຼືຄື້ນ. linewidth ຂອງເລເຊີແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບຄວາມສອດຄ່ອງທາງໂລກແລະມີສະຕິລະດັບເວລາແລະຄວາມຍາວທີ່ສອດຄ່ອງກັນ. ຖ້າໄລຍະທີ່ຜ່ານການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ, ສິ່ງລົບກວນໃນໄລຍະທີ່ເກີດຂື້ນໃນການປະກອບສ່ວນໃຫ້ແກ່ເສັ້ນນອນ; ນີ້ແມ່ນກໍລະນີທີ່ມີ oscillators ຟຣີ. (ໄລຍະການເຫນັງຕີງຂອງໄລຍະຫ່າງຈາກໄລຍະຫ່າງຂອງໄລຍະນ້ອຍໆທີ່ເປັນສູນກາງເສັ້ນແລະມີສຽງລົບກວນ. ສິ່ງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ linewidth ຄົນດຽວ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງເປັນຮູບຊົງທີ່ຕ້ອງການ (ລະດັບຕ່ໍາ), ບໍ່ສາມາດໃຫ້ຂໍ້ມູນເຕັມທີ່ກ່ຽວກັບການເກັບກ່ຽວເລເຊີ.

II. ການວັດແທກຜ້າແພ laser

ເຕັກນິກຫຼາຍຢ່າງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກ Laser Linewidth:

1. ໃນເວລາທີ່ linewidth ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່ (> 10 GHz, ໃນເວລາທີ່ຫຼາຍຮູບແບບ oscillate ໃນ cavition ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນຫຼາຍ) ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່ສູງໂດຍໃຊ້ວິທີນີ້.

2. ວິທີການອື່ນແມ່ນການນໍາໃຊ້ການຈໍາແນກຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນຄວາມຄາດຫວັງທີ່ມີຄວາມຖີ່ໃນການເຫນັງຕີງຂອງຄວາມຜັນຜວນ. ການຈໍາແນກສາມາດເປັນ Interferometer ທີ່ບໍ່ສົມດຸນຫຼືຢູ່ຕາມໂກນອ້າງອີງທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ. ວິທີການວັດແທກນີ້ຍັງມີຄວາມລະອຽດທີ່ຈໍາກັດ.

3. lasers ດຽວ - ຄວາມຖີ່ຂອງການນໍາໃຊ້ວິທີການ heterodyne ຕົນເອງ, ເຊິ່ງບັນທຶກການຕີລະຫວ່າງຜົນຜະລິດເລເຊີແລະຄວາມຖີ່ຂອງຕົວມັນເອງຫຼັງຈາກການຊົດເຊີຍແລະການຊັກຊ້າ.

4. ສໍາລັບ linewidths ຂອງຫຼາຍຮ້ອຍ hertz, ເຕັກນິກການປ້ອງກັນຕົວເອງແບບດັ້ງເດີມຂອງຕົນເອງແມ່ນບໍ່ມີປະໂຫຍດເພາະວ່າພວກເຂົາຕ້ອງການຄວາມຍາວທີ່ມີຄວາມຊັກຊ້າຫຼາຍ. ເຄື່ອງຂະຫຍາຍເສັ້ນໃຍວົງຈອນແລະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທີ່ມີຢູ່ໃນກະແສໄຟຟ້າສາມາດໃຊ້ເພື່ອຂະຫຍາຍຄວາມຍາວນີ້.

5. ຄວາມລະອຽດສູງຫຼາຍສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການບັນທຶກສຽງຂອງສອງເລຍເອກະລາດ, ບ່ອນທີ່ມີສຽງທີ່ຕໍ່າກ່ວາຂອງເລເຊີ, ຫຼືສະເພາະຂອງພວກເຂົາແມ່ນຄ້າຍຄືກັນ. ວົງຈອນທີ່ຖືກລັອກຫຼືການຄິດໄລ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມຖີ່ໃນການກວດສອບໂດຍອີງໃສ່ບັນທຶກຄະນິດສາດສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້. ວິທີການນີ້ແມ່ນງ່າຍດາຍແລະຫມັ້ນຄົງ, ແຕ່ຕ້ອງການເລເຊີອີກ (ປະຕິບັດງານໃກ້ກັບຄວາມຖີ່ຂອງການທົດສອບ). ຖ້າ linewidth ທີ່ວັດແທກຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີລະດັບຄວາມສະດວກສະບາຍ, ການປະສົມຄວາມຖີ່ແມ່ນສະດວກຫຼາຍ.

ການວັດແທກຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່ໃນການກວດສອບຄວາມຖີ່ຂອງການກວດກາສະເພາະ (ຫລືເວລາ) ໃນບາງເວລາ. ສໍາລັບເລເຊີແຄບ, ມີພຽງແຕ່ກະທູ້ອ້າງອີງດຽວເທົ່ານັ້ນທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອໃຫ້ມີການອ້າງອີງທີ່ຖືກຕ້ອງພຽງພໍ. ເຕັກນິກການຮັກສາຕົນເອງໄດ້ຮັບການຊັກຊ້າໃນການກໍານົດຄວາມຖີ່ໃນການຕິດຕັ້ງຢ່າງພຽງພໍໃນການຕັ້ງຄ່າການທົດສອບຕົວມັນເອງ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນຫຼີກລ່ຽງຄວາມສອດຄ່ອງທາງໂລກໃນລະຫວ່າງ beam ໃນເບື້ອງຕົ້ນແລະຂອງຕົນເອງ. ເພາະສະນັ້ນ, ເສັ້ນໃຍທີ່ຍາວນານແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍປົກກະຕິ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກການເຫນັງຕີງຂອງທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະຜົນກະທົບດ້ານສຽງ, ເສັ້ນໃຍຍາວແນະນໍາສິ່ງລົບກວນໃນໄລຍະເພີ່ມເຕີມ.

ໃນເວລາທີ່ສຽງລົບກວນຄວາມຖີ່ 1 / f ແມ່ນປະຈຸບັນ, linewidth ຄົນດຽວບໍ່ສາມາດອະທິບາຍຄວາມຜິດພາດຂອງໄລຍະໄດ້ເຕັມທີ່. ວິທີການທີ່ດີກວ່າແມ່ນການວັດແທກຄວາມສະອາດສີ່ລຸ້ນຂອງໄລຍະຫຼືການເຫນັງຕີງຂອງຄວາມຖີ່ທີ່ທັນທີແລະຫຼັງຈາກນັ້ນມີລັກສະນະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ; ຕົວຊີ້ວັດການປະຕິບັດສຽງທີ່ສາມາດອ້າງອີງໄດ້. 1 / fisd netle (ຫຼືສຽງດັງຂອງສຽງດັງຂອງສິ່ງລົບກວນທີ່ມີຄວາມຖີ່ຕ່ໍາອື່ນໆ) ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາການວັດແທກບາງຢ່າງ.

III. ຫຼຸດຜ່ອນຜ້າເລື່ອຍ laser

linewidth laser ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບປະເພດເລເຊີ. ມັນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຫນ້ອຍທີ່ສຸດໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການອອກແບບເລເຊີແລະສະກັດກັ້ນອິດທິພົນຂອງພາຍນອກ. ຂັ້ນຕອນທໍາອິດແມ່ນການກໍານົດວ່າການກໍານົດ Quantment ຫຼືສຽງແບບຄລາສສິກແມ່ນເດັ່ນ, ເພາະວ່າມັນຈະມີຜົນກະທົບຕໍ່ການວັດແທກຕໍ່ໄປ.

ໃນເວລາທີ່ພະລັງງານດ້ານໃນສູງ, ການສູນເສຍທີ່ຢູ່ອາໄສແມ່ນຕໍ່າ, ແລະສຽງດັງທີ່ສຸດ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສຽງດັງໃນການປ່ອຍສຽງດັງ) ຂອງເລເຊີມີຜົນກະທົບຫນ້ອຍຫນຶ່ງ. ສິ່ງລົບກວນແບບຄລາສສິກສາມາດເກີດມາຈາກການເຫນັງຕີງຂອງກົນຈັກ, ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນໄດ້ໂດຍການໃຊ້ເຄື່ອງປະດັບເລື່ອຍໆທີ່ຫນາແຫນ້ນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການເຫນັງຕີງຂອງຄວາມຍາວບາງຄັ້ງກໍ່ສາມາດມີຜົນກະທົບທີ່ເຂັ້ມແຂງກວ່າເກົ່າໃນສະຖານທີ່ພັກອາໄສທີ່ສັ້ນກວ່າ. ການອອກແບບກົນຈັກທີ່ຖືກຕ້ອງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສໍາເນົາລະຫວ່າງ resonator ເລເຊີແລະ radiations ພາຍນອກ, ແລະຍັງຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບພຽງການລອຍລົມຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມເປັນການເຫນັງຕີງຂອງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວຍັງມີຢູ່ໃນສື່ກາງ, ເກີດຈາກການເຫນັງຕີງຂອງພະລັງງານ. ສໍາລັບການປະຕິບັດສຽງທີ່ດີກວ່າ, ອຸປະກອນສະຖຽນລະພາບອື່ນໆທີ່ຈໍາເປັນ, ແຕ່ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, ວິທີການຕົວຕັ້ງຕົວຈິງແມ່ນມັກ. ເສັ້ນລວດລາຍຂອງ lasers-state Solid-state-straquency-sters-lasers ແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ 1-25 hz, ບາງຄັ້ງກໍ່ຢູ່ຕໍ່າກວ່າ 1 khz. ວິທີການສະຖຽນລະພາບຢ່າງຫ້າວຫັນສາມາດບັນລຸເສັ້ນທາງໄດ້ຕໍ່າກວ່າ 1 khz. ຕົວຢ່າງຂອງ linewidths ຂອງ diodes ເລເຊີແມ່ນປົກກະຕິໃນຊ່ວງ MHZ

iv. ບັນຫາທີ່ເກີດຂື້ນຈາກເສັ້ນລວດທີ່ແຄບ

ໃນບາງກໍລະນີ, ເປັນສິ່ງທີ່ແຄບຫຼາຍຈາກແຫລ່ງເລເຊີແມ່ນບໍ່ຈໍາເປັນ:

1. ເມື່ອຄວາມຍາວສອດຄ່ອງຍາວ, ຜົນກະທົບທີ່ສອດຄ່ອງ (ເນື່ອງຈາກການສະທ້ອນຂອງແມ່ກາຍະພາບທີ່ອ່ອນແອ) ສາມາດບິດເບືອນຮູບຮ່າງຂອງທ່ອນໄມ້. 1. ໃນການສະແດງການຄາດຄະເນເລຂາ, ຜົນກະທົບຂອງ speckle ສາມາດແຊກແຊງຄຸນນະພາບຂອງພື້ນຜິວ.

2. ໃນເວລາທີ່ແສງສະຫວ່າງຂະຫຍາຍພັນໃນເສັ້ນໃຍ optical ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼືຕົວຕັ້ງຕົວຕີ, ເສັ້ນແຄບສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາເນື່ອງຈາກກະຕຸ້ນໃຫ້ກະຕຸ້ນ Brilelorow. ໃນກໍລະນີດັ່ງກ່າວ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຕ້ອງເພີ່ມສະພາບຄ່ອງ, ຍົກຕົວຢ່າງ, ໂດຍການໃຫ້ຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງຂອງ diode ຫຼື optical ໂດຍໃຊ້ການປັບຕົວໃນປະຈຸບັນ. ສາຍຍັງໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຄວາມກວ້າງຂອງການຫັນປ່ຽນ optical (ເຊັ່ນ: ການຫັນປ່ຽນເລເຊີຫຼືລັກສະນະການດູດຊຶມບາງຢ່າງ). ໃນການຫັນປ່ຽນຂອງ ion ຫຼື ion lineing ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຕະຫຼອດຊີວິດຂອງລັດພະລັງງານຊັ້ນເທິງ (ມີຄວາມຊັດເຈນລະຫວ່າງລັດດ້ານເທິງແລະຕ່ໍາ), ແລະເອີ້ນວ່າ linewidth ຂອງພະລັງງານດ້ານເທິງ. ການເຄື່ອນໄຫວ (ເບິ່ງ doppler ຂະຫຍາຍ) ຫຼືການໂຕ້ຕອບຂອງປະລໍາມະນູຫຼື ions ສາມາດກວ້າງເຖິງເສັ້ນເລືອດແດງ, ເຊັ່ນວ່າການຕິດຕໍ່ພົວພັນກວ້າງຂວາງຫຼືການຕິດຕໍ່ພົວພັນໃນສື່ມວນຊົນ. ຖ້າຫາກວ່າອະຕອມທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼື ions ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ບໍ່ເປັນເອກະພາບທີ່ກວ້າງຂວາງສາມາດເກີດຂື້ນໄດ້.