Metoda pomiaru szerokości linii lasera jednoczęstotliwościowego

Metoda pomiaru szerokości liniilaser jednoczęstotliwościowy
Poniżej podsumowano kilka metod pomiaru szerokości linii lasera jednoczęstotliwościowego od grubej do cienkiej, a także ich możliwe scenariusze i kwestie techniczne:
1. Bezpośredni pomiar spektrometrem (pomiar przybliżony, szerokość linii ≥ poziom GHz)
Użyj spektrometru kratowego lub spektrometru optycznego (OSA), aby określić, czy jest to pojedynczy mod podłużny, zmierz współczynnik tłumienia modów krawędziowych i szerokość linii modu podłużnego. Rozdzielczość konwencjonalnego spektrometru optycznego wynosi około 0,1–0,01 nm (co odpowiada 0,1–10 GHz dla bliskiej podczerwieni), a wysoka wydajność może sięgać 1 pm, co jest odpowiednie jedynie do wstępnego screeningu szerszej szerokości linii.laser.
2、 Skanowanie Fabry Perot (FP) etalon (średnia wąska szerokość linii)
Nadaje się do laserów o węższej szerokości linii lub mniejszym odstępie modów wzdłużnych niż rozdzielczość spektrometru optycznego. Podczas pomiaru należy ocenić stosunek szerokości linii lasera do szerokości modu wnęki FP: gdy szerokość linii lasera jest znacznie większa niż szerokość modu wnęki, można ją odczytać bezpośrednio; gdy jest podobna, wymagana jest dekonwolucja; gdy jest znacznie mniejsza niż czas, konieczne jest zastąpienie jej bardziej precyzyjnym FP lub wykorzystanie technologii modelowania krawędzi do estymacji.
3、 Heterodyna/Opóźnienie Samo-heterodyna i Samo-homodyna (wąska szerokość linii, zakres kHz~MHz)
Gdy laser jednoczęstotliwościowy o wysokiej koherencji przekracza rozdzielczość spektrometru optycznego, powszechnie stosuje się metodę heterodynową (z laserem odniesienia o bardzo wąskiej szerokości linii) lub opóźnioną czasowo metodę samo-heterodynową/samo-homodynową (bez lasera odniesienia). Urządzeniem jest interferometr światłowodowy Macha-Zehndera lub Michelsona z opóźnieniem czasowym τ d_d (określonym przez różnicę długości włókna) między dwoma ramionami.Modulator AOMPrzesunięcie częstotliwości jest samoheterodynowe, a niespójne samohomodynowe. Modulator AOM może przesunąć częstotliwość dudnień z dala od prądu stałego, aby zmniejszyć zakłócenia o niskiej częstotliwości.
4. Środki ostrożności:
4.1 Włókna optyczne o długim rozszerzeniu są podatne na drgania/dryft temperaturowy, a stabilność interferometru wymaga poprawy;
4.2 Oba kanały zasilania muszą być zrównoważone iWzmacniacz optyczny EDFAmożna zastosować kompensację lub wielocykliczny interferometr pierścieniowy światłowodowy;
4.3 Gdy szerokość linii jest wyjątkowo mała, można odczytać szerokość linii wynoszącą 20 dB, a następnie na podstawie kształtu linii Lorentza wywnioskować szerokość linii wynoszącą 3 dB;
4.4 Aby zapobiec zanikaniu polaryzacji, należy użyć kontrolera polaryzacji (PC) lub obracającego się lustra Faradaya (FRM).