Princípio da largura da linha do laser

LaserPode ser dividido em laser líquido, laser de gás e laser sólido de acordo com o meio de geração de laser. O laser semicondutor mais comum é um tipo de laser de estado sólido.Lasers semicondutoresSão diodos acionados eletricamente.

O laser tem muitos parâmetros, mas os principais parâmetros técnicos incluem: comprimento de onda, potência de saída, tensão de trabalho, largura da linha, comprimento da linha, tamanho da forma, laser divergência Ângulo, modo spot, modo de modulação, só conhece esses principais parâmetros técnicos, podemos escolher o laser que precisamos.

Largura de linha do laser, a largura total da meia-altura do espectro emitido pela fonte de laser, isto é, a largura entre as duas frequências correspondentes à meia altura do pico (às vezes também 1/ E). Luz do laser, vibração do laser, haverá um ou mais modos longitudinais, a faixa de frequência de cada modo longitudinal é a largura da linha do laser. Observe que a largura da frequência de cada modo longitudinal e o intervalo entre os modos longitudinais são dois conceitos diferentes. O intervalo de modo longitudinal é a diferença entre as frequências centrais de dois modos longitudinais adjacentes.

A largura de linha do laser é determinada pelo fator de qualidade do ressonador, quanto maior o fator de qualidade da cavidade, mais estreita a largura de linha do laser. Depois de considerar o ganho do meio laser, o limite teórico da largura de linha do laser é determinado pela radiação espontânea do meio de ganho. Por exemplo, para he-Ne, o limite teórico da largura da linha é da ordem de 10 ^-3Hz.

A largura da linha é afetada principalmente pela emissão espontânea de átomos ou íons excitados, ruído de fase, vibração mecânica e jitter de temperatura do ressonador. Quanto menor a largura da linha, maior a pureza espectral, ou seja, melhor o monocromático do laser. Lasers com tais características geralmente têm muito pouco ruído de fase ou frequência e muito pouco ruído de intensidade relativa. Ao mesmo tempo, quanto menor a largura da linha do laser, mais forte é a coerência, que é mostrada como um comprimento de coerência extremamente longo.

Devido à limitação da largura de linha de ganho natural do material de trabalho a laser, a saída do laser de largura de linha estreita dificilmente pode ser realizada diretamente pelo próprio oscilador tradicional. Para realizar a operação do laser de largura de linha estreita, geralmente é necessário usar filtros, grades, e outros dispositivos para limitar ou selecionar o módulo longitudinal no espectro de ganho e aumentar a diferença de lucro líquido entre cada modo longitudinal para que haja alguns ou mesmo apenas uma oscilação de modo longitudinal no laser ressonador. Neste processo, muitas vezes é necessário controlar a influência do ruído na saída do laser para minimizar o alargamento do espectro causado pela vibração e mudança de temperatura no ambiente externo; Ao mesmo tempo, Também pode ser combinado com a análise da densidade espectral de ruído de fase ou frequência para entender a fonte de ruído e otimizar o projeto do laser, para alcançar a saída de laser de largura de linha estreita estável.