Principio de ancho de línea láser

LáserSe puede dividir en láser líquido, Láser de gas y láser sólido de acuerdo con el medio de generación de láser. El láser semiconductor más común es un tipo de láser de estado sólido.Láseres semiconductoresSon diodos accionados eléctricamente.

El láser tiene muchos parámetros, pero los principales parámetros técnicos incluyen: longitud de onda, potencia de salida, voltaje de trabajo, ancho de línea, longitud de línea, tamaño de forma, ángulo de divergencia láser, modo de punto, modo de modulación, solo conocemos estos parámetros técnicos principales, podemos elegir el láser que necesitamos.

Ancho de línea láser, el ancho total de la media altura del espectro emitido por la fuente láser, es decir, el ancho entre las dos frecuencias correspondientes a la media altura del pico (a veces también 1/ E). La luz del láser, la vibración del láser, habrá uno o más modos longitudinales, el rango de frecuencia de cada modo longitudinal es el ancho de línea del láser. Tenga en cuenta que el ancho de frecuencia de cada modo longitudinal y el intervalo entre modos longitudinales son dos conceptos diferentes. El Intervalo de modo longitudinal es la diferencia entre las frecuencias centrales de dos modos longitudinales adyacentes.

El ancho de línea del láser está determinado por el factor de calidad del resonador, cuanto mayor es el factor de calidad de la cavidad, más estrecho es el ancho de línea del láser. Después de considerar la ganancia del medio láser, el límite teórico del ancho de línea del láser está determinado por la radiación espontánea del medio de ganancia. Por ejemplo, para he-Ne, el límite teórico del ancho de línea es del orden de 10 ^-3Hz.

El ancho de línea se ve afectado principalmente por la emisión espontánea de átomos o iones excitados, ruido de fase, vibración mecánica y fluctuación de temperatura del resonador. Cuanto menor sea el ancho de la línea, mayor será la pureza espectral, es decir, mejor será el monocromo del láser. Los láseres con tales características suelen tener muy poco ruido de fase o frecuencia y muy poco ruido de intensidad relativa. Al mismo tiempo, cuanto menor es el ancho de línea del láser, más fuerte es la coherencia, que se muestra como una longitud de coherencia extremadamente larga.

Debido a la limitación del ancho de línea de ganancia natural del material de trabajo del láser, la salida del láser de ancho de línea estrecho difícilmente se puede realizar directamente mediante el oscilador tradicional. Para realizar el funcionamiento del láser de ancho de línea estrecho, generalmente es necesario usar filtros, rejillas, y otros dispositivos para limitar o Seleccionar el módulo longitudinal en el espectro de ganancia y aumentar la diferencia de beneficio neto entre cada modo longitudinal de modo que haya unas pocas o incluso una sola oscilación de modo longitudinal en el láser resonador. En este proceso, a menudo es necesario controlar la influencia del ruido en la salida del láser para minimizar el ensanchamiento del espectro causado por la vibración y el cambio de temperatura en el entorno externo; Al mismo tiempo, También se puede combinar con el análisis de la densidad espectral de ruido de fase o frecuencia para comprender la fuente de ruido y optimizar el diseño del láser, para lograr una salida láser de ancho de línea estrecho estable.