Matja e gjerësisë së vijës së lazerit me gjerësi të ngushtë të vijës

Matja e gjerësisë së vijës sëlazer me gjerësi të ngushtë të vijës

Gjerësia e vijës së lazerit me gjerësi të ngushtë, veçanërisht ajo e lazerëve me një frekuencë të vetme, i referohet gjerësisë së spektrit të lazerit (zakonisht nga gjysma e gjerësisë deri në gjerësinë e plotë FWHM). Më saktësisht, gjerësia e dendësisë spektrale të fuqisë së fushës elektrike të rrezatuar shprehet në terma të frekuencës, numrit të valës ose gjatësisë së valës. Gjerësia e vijës së lazerit ka një korrelacion shumë të ngushtë me kohën dhe karakterizohet nga koha e koherencës dhe gjatësia e koherencës. Nëse faza i nënshtrohet një zhvendosjeje të pakufizuar, atëherë zhurma e fazës gjeneron një gjerësi vije, që është rasti me një oscilator të lirë. Luhatjet e fazës të kufizuara brenda një diapazoni shumë të vogël të fazës rezultojnë në 0 gjerësi vije dhe disa breza anësor zhurme. Zhvendosja e gjatësisë së zgavrës rezonante gjithashtu kontribuon në gjerësinë e vijës dhe e bën atë të varur nga koha e matjes. Kjo tregon se vetëm gjerësia e vijës ose edhe forma e spektrit (lloji i vijës) nuk mund të ofrojnë të gjithë informacionin në lidhje mespektri i lazerit.

Shumë teknika mund të përdoren për të maturgjerësia e vijës së një lazeri:

Kur raporti i gjerësisë së vijës është i madh (>10 GHz, kur ka lëkundje të shumëfishta në modalitete në zgavrat rezonante të lazerëve të shumtë), për matje mund të përdoret një spektrometër tradicional që përdor një rrjetë difraksioni. Është shumë e vështirë të arrihet rezolucion me frekuencë të lartë duke përdorur këtë metodë.

Një qasje tjetër është përdorimi i një diskriminuesi frekuence për të kthyer luhatjet e frekuencës në luhatje intensiteti. Diskriminuesi mund të jetë një interferometër i pabalancuar ose një zgavër referimi me saktësi të lartë. Rezolucioni i kësaj metode matjeje është gjithashtu shumë i kufizuar.

3. Lazerët me një frekuencë zakonisht përdorin metodën vetë-heterodine, e cila regjistron rrahjet midis daljes së lazerit dhe vetes pas zhvendosjes së frekuencës dhe vonesës.

Kur gjerësia e linjës është disa qindra Herc, teknika tradicionale heterodine nuk është praktike sepse në këtë kohë kërkohet një gjatësi e madhe vonese. Një lak fibre ciklik dhe një amplifikator i brendshëm fibre mund të përdoren për ta zgjeruar atë.

5. Një rezolucion shumë i lartë mund të arrihet duke regjistruar rrahjet e dy lazerëve të pavarur. Në këtë kohë, zhurma e lazerit të referencës është shumë më e ulët se ajo e testit.lazer, ose treguesit e performancës së të dyjave janë të ngjashëm. Diferenca e menjëhershme e frekuencës mund të merret duke përdorur një lak të bllokuar në fazë ose përmes llogaritjes bazuar në të dhëna matematikore. Kjo metodë është shumë e thjeshtë dhe e qëndrueshme, por kërkon një lazer tjetër (që vepron afër frekuencës së lazerit të testimit). Nëse gjerësia e matur e vijës kërkon një gamë spektrale shumë të gjerë, është shumë e përshtatshme të përdoret një krehër frekuence.

Matja e frekuencës optike zakonisht kërkon një referencë të caktuar frekuence (ose kohe) në një moment të caktuar. Për lazerin me gjerësi të ngushtë vije, nevojitet vetëm një dritë reference për të siguruar një referencë mjaftueshëm të saktë. Teknika heterodine e merr referencën e frekuencës duke aplikuar një vonesë kohore mjaftueshëm të gjatë nga vetë pajisja e testimit. Idealisht, ajo shmang koherencën kohore midis rrezes fillestare dhe dritës së saj të vonuar. Prandaj, zakonisht përdoren fibra optike të gjata. Megjithatë, për shkak të luhatjeve të qëndrueshme dhe efekteve akustike, fibrat optike të gjata mund të shkaktojnë zhurmë shtesë fazore.