Misurazione della larghezza della linea laser

Misurazione della larghezza della linea laser
Esistono molti metodi per misurarelarghezza di linea laser:
1. Quando la larghezza di riga del laser è elevata (> 10 GHz, quando più modi oscillano in più risonatori laser), è possibile utilizzare spettrometri tradizionali con reticoli di diffrazione per la misurazione. Tuttavia, con questo metodo è difficile ottenere un'elevata risoluzione in frequenza.
2. Un altro metodo consiste nell'utilizzare un discriminatore di frequenza per convertire le fluttuazioni di frequenza in fluttuazioni di intensità. Il discriminatore può essere un interferometro sbilanciato o una cavità di riferimento ad alta precisione. Anche la risoluzione di questo metodo di misurazione è limitata.
3. I laser a frequenza singola utilizzano solitamente il metodo eterodina, che registra la frequenza di battimento della frequenza di uscita del laser e la propria frequenza dopo offset e ritardo.
4. Per larghezze di riga di poche centinaia di hertz, il metodo eterodina tradizionale è difficile da applicare a causa della necessità di una lunga lunghezza di ritardo. È possibile utilizzare un anello di fibra e un amplificatore di fibra integrato per estendere la lunghezza di ritardo.
5. Registrando la frequenza di battimento di due laser indipendenti, è possibile ottenere una risoluzione estremamente elevata. In questo caso, il rumore del laser di riferimento è molto inferiore a quello dellaser misurato, o i loro indicatori di prestazione sono simili. Si possono utilizzare anelli di aggancio o metodi basati sulla registrazione matematica per calcolare la differenza di frequenza istantanea. Questo metodo è molto semplice e stabile, ma richiede un altro laser (con una frequenza vicina a quellalaser misuratoSe la larghezza di riga misurata richiede un ampio intervallo spettrale, un pettine di frequenza risulta molto utile.
La misurazione della frequenza ottica richiede in genere di fornire un riferimento di frequenza (o di tempo) specifico in un determinato punto. Perlaser a larghezza di linea strettaÈ sufficiente un solo raggio di riferimento per ottenere un riferimento sufficientemente preciso. La tecnica eterodina ottiene il riferimento di frequenza applicando un ritardo temporale sufficientemente lungo al dispositivo di prova stesso. Idealmente, si dovrebbe evitare la coerenza temporale tra il raggio iniziale e il suo raggio ritardato. Pertanto, si utilizzano solitamente fibre ottiche lunghe. Tuttavia, a causa delle fluttuazioni stabili e degli effetti acustici, le fibre ottiche lunghe introducono rumore di fase aggiuntivo.