Linienbreite Eigenschaften von Single-Frequency Fiber Lasern
Veröffentlichen:Box Optronics  Hora:2023-11-28  Puntos de vista:367
Die Linienbreiten-Testergebnisse von einfarbigen Faserlasern hängen mit der Integrationszeit zusammen. Diese Integrationszeit ist oft schwer zu verstehen. Tatsächlich kann es einfach als die Zeit verstanden werden, einen einfarbigen Faserlaser "zu beobachten und zu testen". Während dieser Zeit messen wir das Phasenrauschen des Spektrums durch Schlagfrequenz, um die Linienbreite zu berechnen. Nehmen wir das heterodyne Nichtgleichgewichts-M-Z-Interferometer als Beispiel, ist die Länge der Verzögerungsfaser 50km, der Brechungsindex des Singlemode-Faserkerns wird angenommen, dass 1.5 ist, und die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist 3x108 Meter/Sekunde, dann wird das Licht in der Singlemode-Faser Eine Verzögerung von ungefähr 4.8ns für jeden 1 Meter der Übertragung erzeugt, Das entspricht einer Verzögerung von 240us nach 50km Glasfaser.
Stellen wir uns vor, dass der zu testende Einfachfrequenzlaser nach Durchgang eines 1:1 optischen Splitters zu zwei Klonen mit genau den gleichen Eigenschaften wird. Einer der Klone läuft 240us länger als der andere. Wenn die beiden Klone durch den zweiten 1:1 gehen Wenn der optische Koppler kombiniert wird, trägt ein Klon, der 240us länger läuft, Phasenrauschen. Aufgrund des Einflusses von Phasenrauschen hat der einfarbige Laser nach Rekombination eine bestimmte Breite im Spektrum im Vergleich zum Zustand vor dem Start. Um es professioneller auszudrücken, nennt man diesen Prozess Phasenrauschmodulation. Da die durch Modulation verursachte Verbreiterung ein doppeltes Seitenband ist, entspricht die Phasenrauschspektrumbreite doppelt der Linienbreite des zu messenden Einfachfrequenzlasers. Um die erweiterte Spektrumbreite auf dem Spektrum zu berechnen, ist eine Integration erforderlich, daher wird diese Zeit Integrationszeit genannt.
Durch die obige Erklärung können wir verstehen, dass es einen Zusammenhang zwischen der "Integrationszeit" und der gemessenen Linienbreite eines einfarbigen Faserlasers geben muss. Je kürzer die "Integrationszeit" ist, desto geringer ist die Auswirkung des Phasenrauschens, das durch den Klon verursacht wird, und desto schmaler ist die Messlinienbreite des einfarbigen Faserlasers.
Um es aus einem anderen Winkel zu verstehen, was beschreibt die Linienbreite? sind Frequenzrauschen und Phasenrauschen eines einfarbigen Lasers. Diese Geräusche selbst existieren immer, und je länger sie sich ansammeln, desto offensichtlicher wird das Geräusch. Je länger der "Beobachtungstest" des Frequenzrauschens und Phasenrauschens eines einfarbigen Faserlasers dauert, desto größer ist die gemessene Linienbreite. Natürlich ist die hier genannte Zeit eigentlich sehr kurz, wie Nanosekunden, Mikrosekunden, Millisekunden oder bis zur zweiten Ebene. Dies ist gesunder Menschenverstand beim Testen und Messen von Zufallsrauschen
Je enger die Spektrallinienbreite eines einfarbigen Faserlasers ist, desto sauberer und schöner wird das Spektrum im Zeitbereich sein, mit extrem hohem Seitenmodus-Unterdrückungsverhältnis (SMSR) und umgekehrt. Die Beherrschung dieses Punktes kann die Einfachfrequenz-Leistung von Einfachfrequenz-Lasern bestimmen, wenn Linienbreite-Testbedingungen nicht verfügbar sind. Natürlich kann das Spektrum der einfarbigen Faserlaser aufgrund der technischen Prinzipien und Auflösungsbeschränkungen des Spektrometers (OSA) seine Leistung nicht quantitativ oder genau abbilden. Die Beurteilung von Phasenrauschen und Frequenzrauschen ist ziemlich grob und führt manchmal zu falschen Ergebnissen.
Die tatsächliche Linienbreite von einfarbigen Halbleiterlasern ist im Allgemeinen höher als die von einfarbigen Faserlasern. Obwohl einige Hersteller die Linienbreiten-Indikatoren von einfarbigen Halbleiterlasern sehr schön vorschlagen, zeigen tatsächliche Tests, dass die Grenzlinienbreite von einfarbigen Halbleiterlasern höher ist als die von einfarbigen Halbleiterlasern. Der Frequenzfaserlaser muss breit sein, und seine Frequenzrauschen- und Phasenrauschanzeigen müssen auch schlecht sein, was durch die Struktur und Länge des einfarbigen Laserresonanzhohls bestimmt wird. Natürlich unterdrückt die sich kontinuierlich entwickelnde Einfachfrequenz-Halbleitertechnologie weiterhin Phasenrauschen und schränkt die Linienbreite von Einfachfrequenz-Halbleiterlasern ein, indem sie die Länge des äußeren Hohlraums erheblich erhöht, die Photonenlebensdauer verlängert, die Phase steuert und die Schwelle für die Bildung von stehenden Wellenbedingungen im Resonator erhöht.