Giảm thiểu độ rộng vạch laser

Giảm thiểuđộ rộng vạch laser

Độ rộng vạch phổ của laser có liên quan trực tiếp đến loại laser. Có thể giảm thiểu độ rộng vạch phổ của laser bằng cách tối ưu hóa thiết kế laser và giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu bên ngoài càng nhiều càng tốt. Bước đầu tiên là xác định loại nhiễu nào chiếm ưu thế, nhiễu lượng tử hay nhiễu cổ điển, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến các phép đo tiếp theo.

Khi công suất bên trong khoang cộng hưởng cao, tổn hao cộng hưởng thấp và thời gian chu kỳ cộng hưởng dài, nhiễu lượng tử của...tia laser(Chủ yếu là nhiễu phát xạ tự phát) có tác động rất nhỏ. Nhiễu cổ điển có thể do hiện tượng biến dạng cơ học gây ra. Các dao động có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng bộ cộng hưởng laser ngắn gọn, nhưng đôi khi trong các bộ cộng hưởng ngắn hơn, các dao động về chiều dài có thể tạo ra hiệu ứng mạnh hơn. Thiết kế cơ khí hợp lý có thể giảm sự ghép nối giữa bộ cộng hưởng laser và bức xạ bên ngoài, đồng thời giảm thiểu hiệu ứng trôi nhiệt. Ngoài ra còn có các dao động nhiệt trong môi trường khuếch đại, do các dao động trong công suất bơm gây ra.

Để cải thiện hiệu suất giảm nhiễu, cần phải sử dụng các thiết bị ổn định chủ động khác, nhưng ban đầu tốt nhất nên sử dụng các phương pháp thụ động thực tế. Độ rộng vạch phổ của laser trạng thái rắn đơn tần vàlaser sợi quangTần số này là vài kilohertz, và đôi khi thậm chí còn nhỏ hơn 1kHz. Bằng cách sử dụng phương pháp ổn định chủ động, có thể đạt được độ rộng vạch phổ nhỏ hơn 1kHz. Độ rộng vạch phổ của điốt laser thường nằm trong phạm vi MHz và cũng có thể giảm xuống còn KHz, chẳng hạn như trong các điốt laser khoang ngoài, đặc biệt là đối với các điốt phản hồi quang học với khoang tham chiếu độ chính xác cao.

Điều đáng lưu ý là trong một số trường hợp,nguồn sáng laserKhông cần thiết phải tạo ra độ rộng ánh sáng rất hẹp:

1. Khi độ dài liên kết lớn, hiệu ứng liên kết (do phản xạ ký sinh yếu) sẽ làm biến dạng hình dạng của chùm tia sáng. Trong màn hình chiếu laser, hiệu ứng lốm đốm có thể ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt phản xạ.

2. Khi ánh sáng được truyền trong các sợi quang chủ động hoặc thụ động, độ rộng vạch phổ hẹp gây ra một số vấn đề do tán xạ Brillouin kích thích. Tại thời điểm này, cần phải tăng độ rộng vạch phổ, ví dụ, bằng cách điều biến diode laser bằng dòng điện hoặc sử dụng bộ điều biến quang để thay đổi nhanh tần số tức thời. Độ rộng vạch phổ được sử dụng trong các trường hợp khác. Độ rộng vạch phổ cũng được sử dụng để mô tả độ rộng của sự suy giảm quang học.