संकीर्ण रेखा चौडाई लेजरहरू

केही लेजर अनुप्रयोगहरूले लेजरलाई धेरै साँघुरो लाइनविड्थ अर्थात् साँघुरो स्पेक्ट्रम चाहिन्छ। साँघुरो लाइनविड्थ लेजरहरूले एकल-फ्रिक्वेन्सी लेजरहरूलाई बुझाउँछ, त्यो हो, लेजर मानमा एक गुंजन गुहा मोड छ, र चरण शोर धेरै कम छ, त्यसैले वर्णक्रम शुद्धता धेरै उच्च छ। सामान्यतया त्यस्ता लेजरहरूमा धेरै कम तीव्रताको आवाज हुन्छ।

साँघुरो लाइनविथ लेजरहरूको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्रकारहरू निम्नानुसार छन्:

1. सेमीकन्डक्टर लेजरहरू, वितरित प्रतिक्रिया लेजर डायोडहरू (DFB लेजरहरू) र वितरित ब्राग प्रतिबिम्ब लेजरहरू (DBR लेजरहरू), प्राय: 1500 वा 1000nm क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ। सामान्य अपरेटिङ प्यारामिटरहरू दसौं मिलिवाट (कहिलेकाहीँ १०० मिलिवाट भन्दा बढी) र धेरै मेगाहर्ट्जको लाइनविड्थको आउटपुट पावर हुन्।

2. सेमीकन्डक्टर लेजरहरूद्वारा संकीर्ण लाइनविड्थहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ, उदाहरणका लागि न्यारोब्यान्ड फाइबर ब्राग ग्रेटिंग भएको एकल-मोड फाइबरसँग रेजोनेटर विस्तार गरेर, वा बाह्य गुहा डायोड लेजर प्रयोग गरेर। यो विधि प्रयोग गरेर, धेरै kHz वा 1kHz भन्दा कमको अल्ट्रा-साँघुरो लाइनविथ हासिल गर्न सकिन्छ।

3. साना वितरित प्रतिक्रिया फाइबर लेजरहरू (विशेष फाइबर ब्राग ग्रेटिङ्हरूबाट बनेको रेजोनेटरहरू) ले kHz दायरामा लाइनविथहरूसँग दसौं मिलिवाटको आउटपुट शक्तिहरू उत्पन्न गर्न सक्छ।

4. 1W को अर्डरमा आउटपुट पावर अपेक्षाकृत उच्च हुँदा, गैर-प्लानेर रिंग रिजोनेटरहरू भएका डायोड-पम्प गरिएको ठोस-स्टेट बडी लेजरहरूले धेरै kHz को लाइनविथ प्राप्त गर्न सक्छन्। यद्यपि एक सामान्य तरंगदैर्ध्य 1064nm हो, अन्य तरंगदैर्ध्य क्षेत्रहरू जस्तै 1300 वा 1500nm पनि सम्भव छन्।

लेजरहरूको साँघुरो लाइनविड्थलाई असर गर्ने मुख्य कारकहरू

धेरै साँघुरो विकिरण ब्यान्डविथ (लाइनविथ) भएको लेजर प्राप्त गर्नको लागि, लेजर डिजाइनमा निम्न कारकहरू विचार गर्न आवश्यक छ:

पहिलो, एकल-फ्रिक्वेन्सी सञ्चालन हासिल गर्न आवश्यक छ। यो एक सानो लाभ ब्यान्डविथ र एक छोटो लेजर गुहा (एक ठूलो मुक्त स्पेक्ट्रल दायरा को परिणामस्वरूप) को साथ एक लाभ मध्यम प्रयोग गरेर सजिलै प्राप्त गर्न सकिन्छ। लक्ष्य मोड हपिङ बिना दीर्घकालीन स्थिर एकल-फ्रिक्वेन्सी सञ्चालन हुनुपर्छ।

दोस्रो, बाह्य आवाजको प्रभावलाई कम गर्न आवश्यक छ। यसका लागि स्थिर रेजोनेटर सेटअप (मोनोक्रोम), वा मेकानिकल कम्पनहरू विरुद्ध विशेष सुरक्षा चाहिन्छ। विद्युतीय रूपमा पम्प गरिएको लेजरहरूले कम-आवाज प्रवाह वा भोल्टेज स्रोतहरू प्रयोग गर्न आवश्यक छ, जबकि अप्टिकल पम्प गरिएको लेजरहरूलाई पम्प प्रकाश स्रोतको रूपमा कम तीव्रताको आवाज हुनु आवश्यक छ। थप रूपमा, सबै प्रतिक्रिया प्रकाश तरंगहरू बेवास्ता गर्न आवश्यक छ, उदाहरणका लागि फराडे आइसोलेटरहरू प्रयोग गरेर। सिद्धान्तमा, बाह्य आवाजको आन्तरिक आवाज भन्दा कम प्रभाव हुन्छ, जस्तै लाभ माध्यममा सहज उत्सर्जन। यो प्राप्त गर्न सजिलो छ जब शोर आवृत्ति उच्च छ, तर जब शोर आवृत्ति कम छ रेखाविथ मा प्रभाव सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण छ।

तेस्रो, लेजर शोर, विशेष गरी चरण शोर कम गर्न लेजर डिजाइनलाई अनुकूलित गर्न आवश्यक छ। उच्च इन्ट्राक्याभिटी पावर र लामो रेजोनेटरहरूलाई प्राथमिकता दिइन्छ, यद्यपि स्थिर एकल-फ्रिक्वेन्सी सञ्चालन यस अवस्थामा प्राप्त गर्न अझ गाह्रो छ।

प्रणाली अप्टिमाइजेसनलाई विभिन्न आवाज स्रोतहरूको महत्त्वको बुझाइ आवश्यक छ, किनकि प्रमुख आवाज स्रोतको आधारमा विभिन्न मापनहरू आवश्यक हुन्छन्। उदाहरण को लागी, Schawlow-Townes समीकरण अनुसार न्यूनतम लाइनविड्थले वास्तविक लाइनविड्थलाई न्यूनतम गर्दैन यदि वास्तविक लाइनविड्थ मेकानिकल आवाज द्वारा निर्धारण गरिन्छ।

शोर विशेषताहरू र प्रदर्शन विशिष्टताहरू।

साँघुरो लाइनविथ लेजरहरूको शोर विशेषताहरू र प्रदर्शन मेट्रिक्स दुवै मामूली मुद्दाहरू हुन्। विभिन्न मापन प्रविधिहरू प्रविष्टि लाइनविड्थमा छलफल गरिन्छ, विशेष गरी केही kHz वा कमको लाइनविड्थहरू माग गर्दै छन्। थप रूपमा, केवल लाइनविड्थ मानलाई विचार गर्दा सबै आवाज विशेषताहरू दिन सक्दैन; यो एक पूर्ण चरण शोर स्पेक्ट्रम, साथै सापेक्ष तीव्रता आवाज जानकारी दिन आवश्यक छ। लाइनविड्थ मान कम्तिमा मापन समय, वा अन्य जानकारी जसले दीर्घकालीन फ्रिक्वेन्सी बहावलाई ध्यानमा राख्छ जोड्न आवश्यक छ।

निस्सन्देह, विभिन्न अनुप्रयोगहरूको फरक आवश्यकताहरू छन्, र कुन स्तरको आवाज प्रदर्शन सूचकांक फरक वास्तविक परिस्थितिहरूमा विचार गर्न आवश्यक छ।

संकीर्ण लाइनविड्थ लेजरहरूको अनुप्रयोगहरू

1. एक धेरै महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग सेन्सिङको क्षेत्रमा छ, जस्तै दबाब वा तापमान फाइबर अप्टिक सेन्सरहरू, विभिन्न इन्टरफेरोमिटर सेन्सिङ, विभिन्न अवशोषण LIDAR प्रयोग गरी ग्यास पत्ता लगाउन र ट्र्याक गर्न, र हावाको गति मापन गर्न डप्लर LIDAR प्रयोग गरी। केही फाइबर अप्टिक सेन्सरहरूलाई धेरै kHz को लेजर लाइनविथ चाहिन्छ, जबकि LIDAT मापनमा, 100kHz लाइनविड्थ पर्याप्त हुन्छ।

2. अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी मापनलाई धेरै साँघुरो स्रोत लाइनविड्थहरू चाहिन्छ, जसलाई प्राप्त गर्न स्थिरीकरण प्रविधिहरू आवश्यक पर्दछ।

3. अप्टिकल फाइबर संचार प्रणालीहरूको लाइन चौडाइमा अपेक्षाकृत ढीला आवश्यकताहरू छन्, र मुख्य रूपमा ट्रान्समिटरहरू वा पत्ता लगाउन वा मापनको लागि प्रयोग गरिन्छ।