Metoda měření šířky čáry jednofrekvenčního laseru

Metoda měření šířky čáryjednofrekvenční laser
Několik metod měření šířky čáry jednofrekvenčního laseru od hrubé po jemnou, jakož i jejich použitelné scénáře a technické aspekty, jsou shrnuty následovně:
1. Přímé měření spektrometrem (hrubé měření, šířka čáry ≥ GHz)
Pomocí mřížkového spektrometru nebo optického spektrometru (OSA) určete, zda se jedná o jediný podélný mód, změřte poměr potlačení okrajových módů a šířku čáry podélného módu. Rozlišení konvenčního optického spektrometru je přibližně 0,1–0,01 nm (což odpovídá 0,1–10 GHz pro blízké infračervené záření) a vysoký výkon může dosáhnout 1 pm, což je vhodné pouze pro předběžné screening širší šířky čáry.laser.
2. Skenovací Fabry-Perotův (FP) etalon (středně úzká šířka čáry)
Vhodné pro lasery s užší šířkou čáry nebo menší podélnou roztečí módů než rozlišení optického spektrometru. Při měření je nutné posoudit na základě poměru šířky laserové čáry k šířce módu dutiny FP: pokud je šířka laserové čáry mnohem větší než šířka módu dutiny, lze ji odečíst přímo; pokud je podobná, je nutná dekonvoluce; pokud je mnohem menší než čas, je nutné ji nahradit přesnějším FP nebo pro odhad použít technologii modelování hran.
3. Heterodynní/zpožděné samoheterodynní a samohomodynní (úzká šířka linky, rozsah kHz~MHz)
Pokud vysokokoherenční jednofrekvenční laser překročí rozlišení optického spektrometru, běžně se používá heterodynní metoda (se známým referenčním laserem s extrémně úzkou šířkou čáry) nebo časově zpožděná samoheterodynní/samohomodynní metoda (bez referenčního laseru). Zařízením je vláknový Mach-Zehnderův nebo Michelsonův interferometr s časovým zpožděním τd_d (určeným rozdílem v délce vlákna) mezi oběma rameny;Modulátor AOMFrekvenční posun je samoheterodynní, nezapojený je samohomodynní. AOM modulátor dokáže posunout frekvenci rytmů směrem od stejnosměrného proudu, aby se snížilo nízkofrekvenční rušení.
4. Bezpečnostní opatření:
4.1 Dlouhá optická vlákna jsou ovlivněna vibracemi/teplotním driftem a je třeba zlepšit stabilitu interferometru;
4.2 Dva napájecí kanály musí být vyvážené aOptický zesilovač EDFAlze použít kompenzaci nebo vícecyklový interferometr s vláknovým kruhem;
4.3 Pokud je šířka čáry extrémně úzká, dokáže načíst šířku čáry 20 dB a poté na základě Lorentzova tvaru čáry odvodit šířku čáry 3 dB;
4.4 K potlačení slábnutí polarizace použijte polarizační regulátor (PC) nebo Faradayovo rotující zrcadlo (FRM).