Principe de largeur de ligne laser

LaserPeut être divisé en laser liquide, laser à gaz et laser solide en fonction du milieu de la génération laser. Le laser semi-conducteur le plus courant est une sorte de laser à semi-conducteurs.Lasers à semi-conducteursSont des diodes à entraînement électrique.

Le laser a beaucoup de paramètres, mais les principaux paramètres techniques incluent: longueur d'onde, puissance de sortie, tension de travail, largeur de ligne, longueur de ligne, taille de forme, angle de divergence laser, mode spot, mode de modulation, ne connaissent que ces paramètres techniques principaux, nous pouvons choisir le laser dont nous avons besoin.

Largeur de la ligne laser, la largeur totale de la demi-hauteur du spectre émis par la source laser, c'est-à-dire, la largeur entre les deux fréquences correspondant à la demi-hauteur du pic (parfois aussi 1/ E). Lumière du laser, vibration laser, il y aura un ou plusieurs modes longitudinaux, la gamme de fréquences de chaque mode longitudinal est la largeur de la ligne laser. Notez que la largeur de fréquence de chaque mode longitudinal et l'intervalle entre les modes longitudinaux sont deux concepts différents. L'intervalle de mode longitudinal est la différence entre les fréquences centrales de deux modes longitudinaux adjacents.

La largeur des lignes laser est déterminée par le facteur de qualité du résonateur, plus le facteur de qualité de la cavité est élevé, plus la largeur des lignes laser est étroite. Après avoir considéré le gain du milieu laser, la limite théorique de la largeur de raie du laser est déterminée par le rayonnement spontané du milieu de gain. Par exemple, pour lui-Ne, la limite théorique de la largeur de ligne est d'environ l'ordre de 10 ^-3Hz.

La largeur de ligne est principalement affectée par l'émission spontanée d'atomes ou d'ions excités, le bruit de phase, les vibrations mécaniques et la gigue de température du résonateur. Plus la largeur de la ligne est petite, plus la pureté spectrale est élevée, c'est-à-dire que le monochrome du laser est meilleur. Les lasers avec de telles caractéristiques ont généralement très peu de bruit de phase ou de fréquence et très peu de bruit d'intensité relative. En même temps, plus la largeur de la ligne du laser est petite, plus la cohérence est forte, ce qui est indiqué par une longueur de cohérence extrêmement longue.

En raison de la limitation de la largeur de ligne de gain naturelle du matériau de travail laser, la sortie du laser à largeur de ligne étroite peut difficilement être réalisée directement par l'oscillateur traditionnel lui-même. Pour réaliser le fonctionnement du laser à largeur de ligne étroite, il est généralement nécessaire d'utiliser des filtres, des grilles, et d'autres dispositifs pour limiter ou sélectionner le module longitudinal dans le spectre de gain et augmenter la différence de profit net entre chaque mode longitudinal de sorte qu'il y ait quelques ou même une seule oscillation de mode longitudinal dans le laser résonateur. Dans ce processus, il est souvent nécessaire de contrôler l'influence du bruit sur la sortie laser pour minimiser l'élargissement du spectre causé par les vibrations et les changements de température dans l'environnement extérieur; Dans le même temps, Il peut également être combiné avec l'analyse de la densité spectrale de bruit de phase ou de fréquence pour comprendre la source de bruit et optimiser la conception du laser, pour obtenir une sortie laser stable à largeur de ligne étroite.