Meetmethode voor de lijnbreedte van een laser met één frequentie

Meetmethode voor de lijnbreedte vanenkelfrequentielaser
Hieronder worden verschillende meetmethoden voor de lijnbreedte van een laser met één frequentie, van grof tot fijn, samengevat, evenals de toepassingsscenario's en technische aspecten ervan:
1. Directe meting met een spectrometer (grove meting, lijnbreedte ≥ GHz-niveau)
Gebruik een roosterspectrometer of optische spectrometer (OSA) om te bepalen of het om een ​​enkele longitudinale modus gaat, en meet de randmodusonderdrukkingsverhouding en de lijnbreedte van de longitudinale modus. De resolutie van een conventionele optische spectrometer is ongeveer 0,1-0,01 nm (overeenkomend met 0,1-10 GHz voor nabij-infrarood), en de hoogste resolutie kan 1 pm bereiken, wat alleen geschikt is voor een voorlopige screening van bredere lijnbreedtes.laser.
2. Scannende Fabry-Perot (FP) etalon (middelmatig smalle lijnbreedte)
Geschikt voor lasers met een smallere lijnbreedte of een kleinere longitudinale modusafstand dan de resolutie van een optische spectrometer. Bij het meten moet de verhouding tussen de lijnbreedte van de laser en de modusbreedte van de Fabry-Perot-sensor (FP) worden beoordeeld: als de lijnbreedte van de laser veel groter is dan de modusbreedte van de FP, kan deze direct worden afgelezen; als deze gelijk is, is deconvolutie vereist; als de lijnbreedte veel kleiner is, moet de FP worden vervangen door een FP met een hogere precisie of moet randmodelleringstechnologie worden gebruikt voor de schatting.
3. Heterodyne/Vertraging Zelfheterodyne en Zelfhomodine (smalle lijnbreedte, kHz~MHz-bereik)
Wanneer een laser met hoge coherentie en enkele frequentie de resolutie van een optische spectrometer overschrijdt, worden doorgaans de heterodyne-methode (met een bekende referentielaser met een extreem smalle lijnbreedte) of de tijdvertragende zelfheterodyne-/zelfhomodine-methode (zonder referentielaser) gebruikt. Het apparaat is een vezel-Mach-Zehnder- of Michelson-interferometer, met een tijdvertraging van τd_d (bepaald door het verschil in vezellengte) tussen de twee armen; verbinding makenAOM-modulatorFrequentieverschuiving is zelfheterodyne, niet-aangesloten is zelfhomodine. Een AOM-modulator kan de beatfrequentie weg van DC verschuiven om laagfrequente interferentie te verminderen.
4. Voorzorgsmaatregelen:
4.1 Lange optische vezels worden beïnvloed door trillingen/temperatuurschommelingen, en de stabiliteit van de interferometer moet worden verbeterd;
4.2 De twee vermogenskanalen moeten in balans zijn, enEDFA optische versterkerCompensatie of een multi-cyclus interferometer met vezelring kan worden gebruikt;
4.3Wanneer de lijnbreedte extreem smal is, kan een lijnbreedte van 20 dB worden afgelezen, waarna een lijnbreedte van 3 dB wordt afgeleid op basis van de Lorentz-lijnvorm;
4.4 Gebruik een polarisatieregelaar (PC) of een roterende Faraday-spiegel (FRM) om polarisatievervaging tegen te gaan.