Minimizzazione dellarghezza di linea laser
La larghezza di riga di un laser è direttamente correlata al tipo di laser. La larghezza di riga del laser può essere minimizzata ottimizzando la progettazione del laser e riducendo al minimo l'influenza del rumore esterno. Il primo passo consiste nel determinare quale sia il rumore dominante, quello quantistico o quello classico, poiché ciò influenzerà le misurazioni successive.
Quando la potenza intracavità è elevata, la perdita del risonatore è bassa e il tempo di andata e ritorno del risonatore è lungo, il rumore quantistico dellaser(principalmente rumore da emissione spontanea) ha un impatto molto piccolo. Il rumore classico può essere causato dallo scorrimento meccanico. Le fluttuazioni possono essere attenuate utilizzando un risonatore laser compatto e corto, ma a volte nei risonatori più corti, le fluttuazioni di lunghezza possono produrre un effetto più forte. Una progettazione meccanica ragionevole può ridurre l'accoppiamento tra il risonatore laser e la radiazione esterna e anche minimizzare l'effetto della deriva termica. Ci sono anche fluttuazioni termiche nel mezzo di guadagno, che sono causate dalle fluttuazioni nella potenza di pompaggio.
Per migliori prestazioni in termini di rumore, è necessario adottare altri dispositivi di stabilizzazione attivi, ma inizialmente è meglio utilizzare metodi passivi pratici. La larghezza di riga del laser a stato solido a frequenza singola elaser a fibraè di diversi kilohertz, e talvolta anche inferiore a 1 kHz. Utilizzando il metodo di stabilizzazione attiva, è possibile ottenere una larghezza di riga inferiore a 1 kHz. La larghezza di riga dei diodi laser è solitamente nell'ordine dei MHz e può essere ridotta anche a kHz, come nei laser a diodo a cavità esterna, in particolare per i diodi a feedback ottico con cavità di riferimento ad alta precisione.
Vale la pena notare che in alcuni casi, unsorgente luminosa lasernon è necessario produrre una larghezza di luce molto stretta:
1. Quando la lunghezza di coerenza è elevata, l'effetto di coerenza (dovuto alla debole riflessione parassita) altera la forma del fascio luminoso. Nei display a proiezione laser, l'effetto speckle può interferire con la qualità della superficie riflessa.
2. Quando la luce viene trasmessa in fibre ottiche attive o passive, le larghezze di riga ridotte causano alcuni problemi dovuti alla diffusione Brillouin stimolata. In questo caso, è necessario aumentare la larghezza di riga, ad esempio modulando il diodo laser con corrente o utilizzando un modulatore ottico per variare rapidamente la frequenza istantanea. La larghezza di riga viene utilizzata anche in altre situazioni. La larghezza di riga viene inoltre utilizzata per descrivere l'ampiezza del decadimento ottico.
Data di pubblicazione: 9 dicembre 2025