నారో-లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క లైన్ వెడల్పు కొలత

రేఖ వెడల్పు కొలతనారో-లైన్-విడ్త్ లేజర్

నారో-లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క లైన్‌విడ్త్, ముఖ్యంగా సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ లేజర్‌లది, లేజర్ స్పెక్ట్రం యొక్క వెడల్పును సూచిస్తుంది (సాధారణంగా సగం-వెడల్పు నుండి పూర్తి-వెడల్పు FWHM). మరింత ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, రేడియేటెడ్ విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క పవర్ స్పెక్ట్రల్ సాంద్రత యొక్క వెడల్పు ఫ్రీక్వెన్సీ, తరంగ సంఖ్య లేదా తరంగదైర్ఘ్యం పరంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. లేజర్ యొక్క లైన్ వెడల్పు సమయంతో చాలా దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు పొందిక సమయం మరియు పొందిక పొడవు ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. దశ అపరిమిత మార్పుకు గురైతే, దశ శబ్దం ఒక లైన్‌విడ్త్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ఉచిత ఓసిలేటర్ విషయంలో ఉంటుంది. చాలా చిన్న దశ పరిధిలో పరిమితం చేయబడిన దశ హెచ్చుతగ్గులు 0 లైన్‌విడ్త్‌లు మరియు కొంత శబ్దం సైడ్‌బ్యాండ్‌కు దారితీస్తాయి. ప్రతిధ్వని కుహరం పొడవు యొక్క ఆఫ్‌సెట్ కూడా లైన్ వెడల్పుకు దోహదం చేస్తుంది మరియు దానిని కొలత సమయంపై ఆధారపడి చేస్తుంది. ఇది కేవలం లైన్ వెడల్పు లేదా స్పెక్ట్రం యొక్క ఆకారం (లైన్ రకం) కూడాలేజర్ స్పెక్ట్రం.

కొలవడానికి అనేక పద్ధతులను అవలంబించవచ్చులేజర్ యొక్క లైన్ వెడల్పు:

లైన్‌విడ్త్ నిష్పత్తి పెద్దగా ఉన్నప్పుడు (> 10GHz, బహుళ లేజర్‌ల రెసొనెంట్ కావిటీస్‌లో బహుళ మోడ్ డోలనాలు ఉన్నప్పుడు), డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ను ఉపయోగించే సాంప్రదాయ స్పెక్ట్రోమీటర్‌ను కొలత కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ రిజల్యూషన్‌ను పొందడం చాలా కష్టం.

ఫ్రీక్వెన్సీ హెచ్చుతగ్గులను తీవ్రత హెచ్చుతగ్గులుగా మార్చడానికి ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్క్రిమినేటర్‌ను ఉపయోగించడం మరొక విధానం. డిస్క్రిమినేటర్ అసమతుల్య ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ లేదా అధిక-ఖచ్చితత్వ సూచన కుహరం కావచ్చు. ఈ కొలత పద్ధతి యొక్క రిజల్యూషన్ కూడా చాలా పరిమితం.

3. సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ లేజర్‌లు సాధారణంగా సెల్ఫ్-హెటెరోడైన్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాయి, ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ ఆఫ్‌సెట్ మరియు ఆలస్యం తర్వాత లేజర్ అవుట్‌పుట్ మరియు దాని మధ్య బీట్‌ను రికార్డ్ చేస్తుంది.

లైన్ వెడల్పు అనేక వందల హెర్ట్జ్‌లు ఉన్నప్పుడు, సాంప్రదాయ హెటెరోడైన్ టెక్నిక్ ఆచరణాత్మకం కాదు ఎందుకంటే ఈ సమయంలో పెద్ద ఆలస్యం పొడవు అవసరం. దానిని విస్తరించడానికి సైక్లిక్ ఫైబర్ లూప్ మరియు అంతర్గత ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

5. రెండు స్వతంత్ర లేజర్‌ల బీట్‌లను రికార్డ్ చేయడం ద్వారా చాలా ఎక్కువ రిజల్యూషన్‌ను సాధించవచ్చు. ఈ సమయంలో, రిఫరెన్స్ లేజర్ యొక్క శబ్దం పరీక్ష కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.లేజర్, లేదా రెండింటి పనితీరు సూచికలు సమానంగా ఉంటాయి. దశ-లాక్ చేయబడిన లూప్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా లేదా గణిత రికార్డుల ఆధారంగా గణన ద్వారా తక్షణ పౌనఃపున్య వ్యత్యాసాన్ని పొందవచ్చు. ఈ పద్ధతి చాలా సరళమైనది మరియు స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ దీనికి మరొక లేజర్ అవసరం (పరీక్ష లేజర్ యొక్క పౌనఃపున్యానికి సమీపంలో పనిచేస్తుంది). కొలిచిన లైన్ వెడల్పుకు చాలా విస్తృత వర్ణపట పరిధి అవసరమైతే, పౌనఃపున్య దువ్వెనను ఉపయోగించడం చాలా సౌకర్యంగా ఉంటుంది.

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కొలతకు సాధారణంగా ఏదో ఒక సమయంలో ఒక నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ (లేదా సమయ) సూచన అవసరం. ఇరుకైన-లైన్ వెడల్పు లేజర్ కోసం, తగినంత ఖచ్చితమైన సూచనను అందించడానికి ఒకే ఒక రిఫరెన్స్ లైట్ అవసరం. హెటెరోడైన్ టెక్నిక్ పరీక్ష పరికరం నుండే తగినంత ఎక్కువ సమయ ఆలస్యాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా ఫ్రీక్వెన్సీ సూచనను పొందుతుంది. ఆదర్శవంతంగా, ఇది ప్రారంభ పుంజం మరియు దాని స్వంత ఆలస్యమైన కాంతి మధ్య సమయ పొందికను నివారిస్తుంది. అందువల్ల, పొడవైన ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు సాధారణంగా స్వీకరించబడతాయి. అయితే, స్థిరమైన హెచ్చుతగ్గులు మరియు శబ్ద ప్రభావాల కారణంగా, పొడవైన ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు అదనపు దశ శబ్దాన్ని కలిగిస్తాయి.