Lazerlərdə lineatth anlayışı

Bir lazerin, xüsusən də bir tezlikli bir lazerin xətti, spektrinin genişliyinə aiddir (adətən tam eni yarısı, fWHM). Daha doğrusu, bu, tezlik, dalğalanma və ya dalğa uzunluğu baxımından ifadə olunan radiasiya edilmiş elektrik sahəsinin gücü sıxlığının enidir. Bir lazerin lineatı müvəqqəti uyğunluqla sıx bağlıdır və uyğunluq vaxtı və uyğunluq uzunluğu ilə xarakterizə olunur. Mərhələ, məhdud olmayan bir dəyişikliyə məruz qalırsa, faza səs-küyü lineyə kömək edir; Bu pulsuz osilatörlərlə belədir. (Çox kiçik bir faza aralığı ilə məhdudlaşan faza dalğalanmaları sıfır line və bəzi səs-küy yandırıcılar.) Rezonans boşluğu uzunluğunda növbələr, həmçinin line hiylə qurur və onu ölçmə vaxtından asılı vəziyyətə salır. Bu, təkzibatthin və ya hətta arzu olunan spektral forma (lineform), lazer spektri haqqında tam məlumat verə bilməyəcəyini göstərir.

II. Lazer lineatth ölçmə

Lazer linkatörünü ölçmək üçün bir çox texnikadan istifadə edilə bilər:

1. Line hiyləgərlik nisbətən böyük olduqda (> 10 GHz, birdən çox rejim çoxsaylı lazer rezoner boşluqlarında bir çox rejimdə salındıqda), bir diffraksiya tutan bir ənənəvi spektrometr istifadə edərək ölçülə bilər. Ancaq bu üsuldan istifadə edərək yüksək tezlikli qətnamə əldə etmək çətindir.

2. Digər bir üsul tezlik dalğalanmalarını intensivlik dalğalanmalarına çevirmək üçün tezlikdən ayrısqatdırı istifadə etməkdir. AyrıKtiminçi balanssız bir interferometr və ya yüksək dəqiqlikli bir istinad boşluğu ola bilər. Bu ölçmə metodu da məhdud qətnamə var.

3. Tək tezlikli lazerlər, adətən, lazer çıxışı ilə ofset və gecikdikdən sonra lazer çıxışı ilə öz tezliyi arasında olan öz-özünə heterodine metodundan istifadə edir.

4. Bir neçə yüz Hertz-in line olmayanları üçün ənənəvi özünü heterodine texnikaları, böyük bir gecikmə uzunluğu tələb etdikləri üçün qeyri-mümkündür. Bu uzunluğu uzatmaq üçün bir tsiklik lifli döngə və quraşdırılmış lif gücləndiricisi istifadə edilə bilər.

5. İstinad lazerinin səs-küyünün test lazerindən daha aşağı olduğu və ya performans spesifikasiyalarının bənzər olduğuna görə iki müstəqil lazerin döyüntülərini qeyd etməklə çox yüksək qətnamə əldə edilə bilər. Faza kilidli bir döngə və ya riyazi qeydlərə əsaslanan ani tezlik fərqinin hesablanması istifadə edilə bilər. Bu üsul çox sadə və sabitdir, lakin başqa bir lazer tələb edir (test lazerinin tezliyi yaxınlığında işləyən). Ölçülmüş line genişliyi geniş spektral diapazonu tələb edirsə, bir tezlik tarağı çox əlverişlidir.

Optik tezlik ölçmələri tez-tez müəyyən bir nöqtədə müəyyən bir tezlik (və ya vaxt) istinad tələb olunur. Dar-line lazerləri üçün kifayət qədər dəqiq bir istinad vermək üçün yalnız bir istinad şüası lazımdır. Öz-özünə heterodine üsulları, ilkin şüa və özünün gecikmiş şüası arasında müvəqqəti birləşmənin qarşısını almaq üçün kifayət qədər uzun müddət gecikmə tətbiq etməklə tezlik arayışı əldə edərək bir tezlik arayışı əldə edin. Buna görə, uzun optik liflər adətən istifadə olunur. Bununla birlikdə, sabit dalğalanmalar və akustik effektlər səbəbindən uzun liflər əlavə faza səs-küyü təqdim edir.

1 / F tezlik səs-küyü olduqda, yalnız lineatth faza səhvini tam təsvir edə bilməz. Daha yaxşı bir yanaşma, fazanın və ya ani tezlik dalğalanmalarının dördüncü spektrini ölçmək və sonra güc spektral sıxlığını istifadə edərək xarakterizə etməkdir; Səs-küy performans göstəricilərinə istinad edilə bilər. 1 / f səs-küy (və ya digər aşağı tezlikli səs-küyün səs-küy spektri) bəzi ölçmə problemlərinə səbəb ola bilər.

III. Lazer lineatthini minimuma endirmək

Lazer lineatth birbaşa lazer növü ilə əlaqəlidir. Lazer dizaynını optimallaşdırmaq və xarici səs-küy təsirlərini basmaqla minimuma endirilə bilər. İlk addım, kvant səs-küyünün və ya klassik səs-küyün dominant olub olmadığını müəyyən etməkdir, çünki bu, sonrakı ölçmələrə təsir edəcəkdir.

İntraktivlik gücü yüksək olduqda, rezonanslı boşluq itkisi azdır və rezonanslı boşluq dəyirmi vaxt uzun, lazerin kvant səs-küyü (əsasən kortəbii emissiya səs-küyü) az təsir göstərir. Klassik səs-küy, kompakt, qısa lazer rezonatoru istifadə edərək yüngülləşdirilə bilən mexaniki dalğalanmalar səbəb ola bilər. Bununla birlikdə, uzunluq dalğalanmaları bəzən daha qısa rezonatorlara daha güclü təsir göstərə bilər. Düzgün mexaniki dizayn lazer rezonatoru və xarici radiasiyalar arasında birləşməni azalda bilər və istilik sürüşmə effektlərini minimuma endirə bilər. Termal dalğalanmalar da nasos güc dalğalanmalarının səbəb olduğu qazanc mühitində də mövcuddur. Daha yaxşı səs-küy performansı üçün digər aktiv sabitləşmə cihazlarına ehtiyac duyulur, lakin əvvəlcə praktik passiv metodlar üstünlük verilir. Tək tezlikli bərk vəziyyətdə olan lazerlərin və lif lazerlərinin hiylələri 1-2 Hz diapazonunda, bəzən 1 KHz-dən aşağıdır. Aktiv sabitləşmə üsulları 1 kHz-dən aşağı olan line-line-linələrə nail ola bilər. Lazer diodlarının line olmayanları adətən MHZ diapazonunda, lakin məsələn, Xizə, xarici boşluq diode lazerlərdə, xüsusən də optik rəy və yüksək dəqiqlikli istinad boşluqları olanlar üçün KHz-ə endirilə bilər.

İv. Dar line-dən yaranan problemlər

Bəzi hallarda lazer mənbəyindən çox dar bir şüalanma lazım deyil:

1. Birləşmə uzunluğu uzun olduqda, uyğunluq effektləri (zəif parazitik əkslər səbəbindən) şüa formasını təhrif edə bilər. 1. Lazer proyeksiya ekranlarında, spikel effektləri səth keyfiyyətinə mane ola bilər.

2. İşıq aktiv və ya passiv optik liflərdə işıqlandırıldıqda, dar line, səpələnmiş brillouin səpilməsi səbəbindən problem yarada bilər. Belə hallarda, məsələn, cari modulyasiyadan istifadə edərək lazer diode və ya optik modulyatorun keçici tezliyini sürətlə doldurmaqla, hiylələri artırmaq lazımdır. LineWidth, optik keçidlərin genişliyini (məsələn, lazer keçidləri və ya bəzi udma xüsusiyyətləri) təsvir etmək üçün də istifadə olunur. Stasionar tək bir atom və ya ionun keçidlərində, lineatth yuxarı enerji vəziyyətinin (daha dəqiq, yuxarı və aşağı enerji ölkələri arasındakı ömür boyu) və təbii line ilə bağlıdır. Hərəkət (Doppler genişlənməsinə bax) və ya atomların və ya ionların qarşılıqlı əlaqəsi, qazların və ya möhkəm mediada fonon qarşılıqlı əlaqələrin təzyiq genişləndirilməsi kimi line hələyini genişləndirə bilər. Fərqli atomlar və ya ionlar fərqli şəkildə təsir edirsə, qeyri-vahid genişlənmə baş verə bilər.