He aha ka laser linewidth haiki?

He aha kahilaser laulā haiki?

ʻO ka laser linewidth haiki, ʻO ka huaʻōlelo "line width" e pili ana i ka laulā laina spectral olaserma ke kikowaena alapine (frequency domain), ka mea i helu pinepine ʻia ma ke ʻano o ka hapalua-peak piha o ka spectrum (FWHM). Hoʻopilikia nui ʻia ka linewidth e ka radiation spontaneous o nā ʻātoma a i ʻole nā ​​​​ions i hoʻonāukiuki ʻia, ka walaʻau pae, ka haʻalulu mechanical o ka resonator, ka jitter mahana a me nā mea o waho ʻē aʻe. ʻO ka liʻiliʻi o ka waiwai o ka laulā laina, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka maʻemaʻe o ka spectrum, ʻo ia hoʻi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka monochromaticity o ka laser. ʻO nā lasers me ia mau ʻano he liʻiliʻi loa ka walaʻau pae a i ʻole alapine a me ka walaʻau ikaika pili. I ka manawa like, ʻo ka liʻiliʻi o ka waiwai laulā linear o ka laser, ʻoi aku ka ikaika o ka coherence like, i hōʻike ʻia he lōʻihi coherence lōʻihi loa.

Ka hoʻokō ʻana a me ka hoʻohana ʻana o ka laser linewidth haiki

I kaupalena ʻia e ka linewidth loaʻa kūlohelohe o ka mea hana o ka laser, aneane hiki ʻole ke hoʻomaopopo pololei i ka hopena o ka laser linewidth haiki ma ka hilinaʻi ʻana i ka oscillator kuʻuna ponoʻī. I mea e hoʻomaopopo ai i ka hana o ka laser linewidth haiki, pono pinepine e hoʻohana i nā kānana, grating a me nā mea hana ʻē aʻe e kaupalena a koho paha i ka modulus longitudinal i loko o ka spectrum loaʻa, hoʻonui i ka ʻokoʻa loaʻa net ma waena o nā ʻano longitudinal, i loaʻa ai kekahi mau a i ʻole hoʻokahi wale nō oscillation mode longitudinal i loko o ka resonator laser. I kēia kaʻina hana, pono pinepine e kāohi i ka mana o ka walaʻau ma ka hopena laser, a hoʻemi i ka hoʻonui ʻana o nā laina spectral i hoʻokumu ʻia e ka haʻalulu a me nā loli mahana o ke kaiapuni waho; I ka manawa like, hiki ke hoʻohui pū ʻia me ka nānā ʻana o ka nui o ka walaʻau phase a i ʻole frequency e hoʻomaopopo i ke kumu o ka walaʻau a hoʻomaikaʻi i ka hoʻolālā o ka laser, i mea e loaʻa ai ka hopena paʻa o ka laser linewidth haiki.

E nānā kākou i ka hoʻokō ʻana o ka hana linewidth haiki o kekahi mau ʻano lasers like ʻole.

(1)Laser semiconductor

Loaʻa i nā lasers Semiconductor nā pono o ka nui liʻiliʻi, ka pono kiʻekiʻe, ke ola lōʻihi a me nā pono waiwai.

ʻO ka Fabry-Perot (FP) optical resonator i hoʻohana ʻia i ka hana kuʻunanā lasers semiconductorma ke ʻano maʻamau, hoʻololi pinepine ia i ke ʻano multi-longitudinal, a ʻoi aku ka laulā o ka laina hoʻopuka, no laila pono e hoʻonui i ka manaʻo optical e loaʻa ai ka hopena o ka laulā laina haiki.

ʻO ka manaʻo hoʻolaha (DFB Laser) a me ka Distributed Bragg reflection (DBR) ʻelua mau lasers semiconductor feedback optical kūloko maʻamau. Ma muli o ka pitch grating liʻiliʻi a me ke koho ʻana o ka wavelength maikaʻi, maʻalahi ka hoʻokō ʻana i ka hoʻopuka linewidth haiki hoʻokahi alapine. ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o nā ʻano ʻelua ke kūlana o ka grating: ʻo ka ʻano Laser DFB e hoʻolaha pinepine i ka ʻano periodic o ka grating Bragg ma o ka resonator, a ʻo ka resonator o ka DBR e hana pinepine ʻia me ka ʻano grating reflection a me ka ʻāpana loaʻa i hoʻohui ʻia i loko o ka ʻili hope. Eia kekahi, hoʻohana nā lasers DFB i nā gratings i hoʻokomo ʻia me ka ʻokoʻa refractive index haʻahaʻa a me ka reflectivity haʻahaʻa. Hoʻohana nā lasers DBR i nā gratings ʻili me ka ʻokoʻa refractive index kiʻekiʻe a me ka reflectivity kiʻekiʻe. Loaʻa i nā ʻano ʻelua kahi laulā spectral manuahi nui a hiki ke hana i ka hoʻonohonoho ʻana i ka wavelength me ka ʻole o ka lele ʻano ma ka laulā o kekahi mau nanometers, kahi i loaʻa ai i ka laser DBR kahi laulā tuning ākea ma mua o kaKukuna DFBEia kekahi, ʻo ka ʻenehana manaʻo optical lua waho, kahi e hoʻohana ai i nā mea optical o waho e hoʻihoʻi i ka mālamalama e puka ana mai ka chip laser semiconductor a koho i ke alapine (frequency), hiki ke hoʻokō i ka hana linewidth haiki o ka laser semiconductor.

(2) Nā lasers fiber

Loaʻa i nā lasers fiber ka pono hoʻololi pamu kiʻekiʻe, ka maikaʻi o ke kukuna a me ka pono hoʻopili kiʻekiʻe, ʻo ia nā kumuhana noiʻi wela ma ke kahua laser. I loko o ke au ʻike, loaʻa i nā lasers fiber ka hoʻohālikelike maikaʻi me nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical o kēia manawa ma ka mākeke. ʻO ka laser fiber alapine hoʻokahi me nā pono o ka laulā laina haiki, ka walaʻau haʻahaʻa a me ke kūlike maikaʻi ua lilo i hoʻokahi o nā kuhikuhi koʻikoʻi o kona hoʻomohala ʻana.

ʻO ke ʻano hana longitudinal hoʻokahi ke kumu o ka laser fiber e hoʻokō ai i ka hoʻopuka laulā laina haiki, ma ke ʻano maʻamau e like me ke ʻano o ka resonator, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka laser fiber alapine hoʻokahi i ke ʻano DFB, ʻano DBR a me ke ʻano apo. I waena o lākou, ʻo ke kumu hana o DFB Laser a me DBR fiber lasers alapine hoʻokahi e like me ko DFB a me DBR semiconductor lasers.

(3)Laser kūlana paʻa

I ka makahiki 1960, ʻo ka laser ruby ​​mua o ka honua he laser paʻa, i hōʻailona ʻia e ka ikehu hoʻopuka kiʻekiʻe a me ka uhi nalu ākea. ʻO ke ʻano spatial kū hoʻokahi o ka laser paʻa e ʻoi aku ka maʻalahi i ka hoʻolālā ʻana i ka hoʻopuka linewidth haiki. I kēia manawa, ʻo nā ʻano hana nui i hoʻokō ʻia e komo pū ana me ke ʻano lua pōkole, ke ʻano lua apo hoʻokahi ala, ke ʻano maʻamau intracavity, ke ʻano lua pendulum torsion, ke ʻano grating volume Bragg a me ke ʻano injection hua.