Μέτρηση πλάτους γραμμής με λέιζερ

Μέτρηση πλάτους γραμμής με λέιζερ
Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τη μέτρησηπλάτος γραμμής λέιζερ:
1. Όταν το πλάτος γραμμής του λέιζερ είναι μεγάλο (> 10 GHz, όταν πολλαπλές λειτουργίες ταλαντώνονται σε πολλαπλούς συντονιστές λέιζερ), μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μετρήσεις τα παραδοσιακά φασματόμετρα που χρησιμοποιούν πλέγματα περίθλασης. Ωστόσο, με αυτή τη μέθοδο είναι δύσκολο να επιτευχθεί υψηλή ανάλυση συχνότητας.
2. Μια άλλη μέθοδος είναι η χρήση ενός διακριτή συχνότητας για τη μετατροπή των διακυμάνσεων συχνότητας σε διακυμάνσεις έντασης. Ο διακριτής μπορεί να είναι ένα μη ισορροπημένο συμβολόμετρο ή μια κοιλότητα αναφοράς υψηλής ακρίβειας. Η ανάλυση αυτής της μεθόδου μέτρησης είναι επίσης περιορισμένη.
3. Τα λέιζερ μίας συχνότητας χρησιμοποιούν συνήθως την ετερόδυνη μέθοδο, η οποία καταγράφει τη συχνότητα παλμού της συχνότητας εξόδου του λέιζερ και τη δική της συχνότητα μετά από μετατόπιση και καθυστέρηση.
4. Για πλάτη γραμμής μερικών εκατοντάδων hertz, η παραδοσιακή ετερόδυνη μέθοδος είναι δύσκολο να εφαρμοστεί λόγω της ανάγκης για μεγάλο μήκος καθυστέρησης. Ένας βρόχος οπτικής ίνας και ένας ενσωματωμένος ενισχυτής οπτικής ίνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επέκταση του μήκους καθυστέρησης.
5. Καταγράφοντας τη συχνότητα παλμού δύο ανεξάρτητων λέιζερ, μπορεί να επιτευχθεί εξαιρετικά υψηλή ανάλυση. Σε αυτήν την περίπτωση, ο θόρυβος του λέιζερ αναφοράς είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν τουμετρημένο λέιζερ, ή οι δείκτες απόδοσής τους είναι παρόμοιοι. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν βρόχοι κλειδώματος ή μέθοδοι που βασίζονται σε μαθηματική καταγραφή για τον υπολογισμό της στιγμιαίας διαφοράς συχνότητας. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ απλή και σταθερή, αλλά απαιτεί ένα άλλο λέιζερ (με συχνότητα κοντά στομετρημένο λέιζερ). Εάν το μετρούμενο πλάτος γραμμής απαιτεί ευρύ φασματικό εύρος, μια χτένα συχνότητας είναι πολύ βολική.
Η μέτρηση της οπτικής συχνότητας συνήθως απαιτεί την παροχή μιας συγκεκριμένης αναφοράς συχνότητας (ή χρόνου) σε ένα συγκεκριμένο σημείο.λέιζερ στενού πλάτους γραμμής, χρειάζεται μόνο μία δέσμη αναφοράς για να παρέχει επαρκώς ακριβή αναφορά. Η τεχνική ετερόδυνης λαμβάνει την αναφορά συχνότητας εφαρμόζοντας μια αρκετά μεγάλη χρονική καθυστέρηση στην ίδια τη συσκευή δοκιμής. Ιδανικά, θα πρέπει να αποφεύγεται η χρονική συνοχή μεταξύ της αρχικής δέσμης και της καθυστερημένης δέσμης της. Επομένως, συνήθως χρησιμοποιούνται μακριές οπτικές ίνες. Ωστόσο, λόγω των σταθερών διακυμάνσεων και των ακουστικών εφέ, οι μακριές οπτικές ίνες εισάγουν επιπλέον θόρυβο φάσης.