Misurazione di a larghezza di a linea dilaser à larghezza di linea stretta
A larghezza di linea di laser à larghezza di linea stretta, in particulare quella di laser à frequenza unica, si riferisce à a larghezza di u spettru laser (di solitu da mezza larghezza à larghezza piena FWHM). Più precisamente, a larghezza di a densità spettrale di putenza di u campu elettricu irradiatu hè espressa in termini di frequenza, numeru d'onda o lunghezza d'onda. A larghezza di linea di u laser hà una correlazione assai stretta cù u tempu è hè carattarizata da u tempu di cuerenza è a lunghezza di cuerenza. Se a fase subisce un spostamentu illimitatu, allora u rumore di fase genera una larghezza di linea, chì hè u casu cù un oscillatore liberu. E fluttuazioni di fase cunfinate in un intervallu di fase assai chjucu risultanu in 0 larghezze di linea è una certa banda laterale di rumore. L'offset di a lunghezza di a cavità risonante cuntribuisce ancu à a larghezza di linea è a rende dipendente da u tempu di misurazione. Questu indica chì solu a larghezza di linea o ancu a forma di u spettru (tipu di linea) ùn ponu micca furnisce tutte l'infurmazioni nantu à uspettru laser.
Parechje tecniche ponu esse aduttate per misurà ularghezza di linea di un laser:
Quandu u rapportu di larghezza di linea hè grande (> 10 GHz, quandu ci sò oscillazioni di modu multiplu in e cavità risonanti di parechji laser), un spettrometru tradiziunale chì utilizza una reticola di diffrazione pò esse adupratu per a misurazione. Hè assai difficiule d'ottene una risoluzione d'alta frequenza aduprendu stu metudu.
Un altru approcciu hè di utilizà un discriminatore di frequenza per cunvertisce e fluttuazioni di frequenza in fluttuazioni d'intensità. U discriminatore pò esse un interferometru squilibratu o una cavità di riferimentu d'alta precisione. A risoluzione di stu metudu di misurazione hè ancu assai limitata.
3. I laser à frequenza unica utilizanu tipicamente u metudu autoeterodinu, chì registra u battitu trà l'output di u laser è ellu stessu dopu à l'offset di frequenza è u ritardu.
Quandu a larghezza di a linea hè di parechji centinaie di Hertz, a tecnica eterodina tradiziunale ùn hè micca pratica perchè hè necessaria una grande lunghezza di ritardu in questu mumentu. Un ciclu di fibra ciclicu è un amplificatore di fibra internu ponu esse aduprati per estendelu.
5. Una risoluzione assai alta pò esse ottenuta registrendu i battiti di dui laser indipendenti. In questu mumentu, u rumore di u laser di riferimentu hè assai più bassu di quellu di a prova.laser, o l'indicatori di prestazione di i dui sò simili. A differenza di frequenza istantanea pò esse ottenuta aduprendu un ciclu à bloccu di fase o per mezu di calculi basati nantu à registrazioni matematiche. Stu metudu hè assai simplice è stabile, ma richiede un altru laser (chì funziona vicinu à a frequenza di u laser di prova). Se a larghezza di a linea misurata richiede una gamma spettrale assai larga, hè assai cunveniente aduprà un pettine di frequenza.
A misurazione di a frequenza ottica richiede di solitu una certa riferenza di frequenza (o di tempu) in un certu puntu. Per i laser à larghezza di linea stretta, hè necessaria una sola luce di riferimentu per furnisce una riferenza sufficientemente precisa. A tecnica eterodina ottiene a riferenza di frequenza applicendu un ritardu di tempu sufficientemente longu da u dispusitivu di prova stessu. Idealmente, evita a cuerenza di u tempu trà u fasciu iniziale è a so propria luce ritardata. Dunque, si aduttano di solitu fibre ottiche lunghe. Tuttavia, per via di fluttuazioni stabili è effetti acustici, e fibre ottiche lunghe ponu causà rumore di fase supplementu.
Data di publicazione: 08 dicembre 2025