Método de medición del ancho de línea de un láser de frecuencia única

Método de medición para el ancho de línea deláser de frecuencia única
A continuación se resumen varios métodos de medición para el ancho de línea láser de frecuencia única, desde los más generales hasta los más específicos, así como sus escenarios de aplicación y aspectos técnicos:
1. Medición directa mediante espectrómetro (medición aproximada, ancho de línea ≥ nivel de GHz)
Utilice un espectrómetro de rejilla o un espectrómetro óptico (OSA) para determinar si se trata de un único modo longitudinal, mida la relación de supresión del modo de borde y el ancho de línea del modo longitudinal. La resolución del espectrómetro óptico convencional es de aproximadamente 0,1-0,01 nm (correspondiente a 0,1-10 GHz para el infrarrojo cercano), y el alto rendimiento puede alcanzar 1 pm, lo que solo es adecuado para la detección preliminar de anchos de línea más amplios.láser.
2. Escaneo con etalón Fabry-Perot (FP) (ancho de línea medio estrecho)
Adecuado para láseres con un ancho de línea más estrecho o un espaciado de modo longitudinal menor que la resolución del espectrómetro óptico. Al realizar la medición, es necesario evaluar la relación entre el ancho de línea del láser y el ancho de modo de la cavidad FP: cuando el ancho de línea del láser es mucho mayor que el ancho de modo de la cavidad, se puede leer directamente; cuando son similares, se requiere deconvolución; si es mucho menor que el tiempo, es necesario reemplazarlo por un FP de mayor precisión o utilizar tecnología de modelado de bordes para la estimación.
3. Heterodino/Retardo Autoheterodino y Autohomodino (Ancho de línea estrecho, rango kHz~MHz)
Cuando un láser de frecuencia única de alta coherencia excede la resolución del espectrómetro óptico, se suelen utilizar el método heterodino (con un láser de referencia de ancho de línea extremadamente estrecho conocido) o el método autoheterodino/autohomodino con retardo de tiempo (sin láser de referencia). El dispositivo es un interferómetro de Mach-Zehnder o Michelson de fibra, con un retardo de tiempo de τ d_d (determinado por la diferencia en la longitud de la fibra) entre los dos brazos; ConexiónModulador AOMEl desplazamiento de frecuencia es autoheterodino, la falta de conexión es autohomodino. El modulador AOM puede desplazar la frecuencia de batido alejándola de la CC para reducir la interferencia de baja frecuencia.
4. Precauciones:
4.1 Las fibras ópticas de gran extensión se ven afectadas por la vibración/deriva de temperatura, y es necesario mejorar la estabilidad del interferómetro;
4.2 Los dos canales de alimentación deben estar equilibrados yAmplificador óptico EDFASe puede utilizar un interferómetro multiciclo de anillo de fibra o de compensación;
4.3Cuando el ancho de línea es extremadamente estrecho, puede leer un ancho de línea de 20 dB y luego deducir un ancho de línea de 3 dB basándose en la forma de línea de Lorentz;
4.4 Utilice un controlador de polarización (PC) o un espejo giratorio de Faraday (FRM) para suprimir el desvanecimiento de la polarización.