단일 주파수 파이버 레이저의 선폭 특성

단일 주파수 광섬유 레이저는 단일 주파수 반도체와 훨씬 다른 Lorentzian 스펙트럼 선 모양의 매우 좁은 제한 선폭을 갖습니다. 그 이유는 단일 주파수 광섬유 레이저가 더 긴 레이저 공진 공동과 더 긴 공동 내 광자 수명을 갖기 때문입니다. 이는 단일 주파수 광섬유 레이저가 단일 주파수 반도체 레이저보다 위상 및 주파수 잡음이 낮다는 것을 의미합니다.
단일 주파수 광섬유 레이저의 선폭 테스트 결과는 통합 시간과 관련이 있습니다. 이 통합 시간은 종종 이해하기 어렵습니다. 실제로는 "관찰 테스트" 단일 주파수 광섬유 레이저 시간으로 간단히 이해할 수 있습니다. 이 동안 우리는 스펙트럼 위상 노이즈를 측정하는 주파수 수단을 촬영하여 선폭을 계산합니다. 자기 흡수형 비평형 MZ 간섭계를 예로 들면, 지연 광섬유의 길이는 50km, 단일 모드 광섬유 코어 굴절률은 1.5, 진공 중 빛의 속도는 3x108m/s로 가정됩니다. 약 1미터의 단일 모드 광섬유 전송의 빛은 약 4.8ns의 지연을 생성하며, 50km의 광섬유는 240us의 지연 생성과 동일합니다.
1:1 광학 분배기가 동일한 특성을 가진 2개의 빌렛으로 상상한 후 테스트할 단일 주파수 레이저를 사용하겠습니다. 빌렛 중 하나는 다른 빌렛보다 240us 더 실행되었습니다. 두 빌렛을 통과한 다음 두 번째 1:1 광학을 통해 커플러 병합, 위상 잡음이 있는 빌렛보다 240us 더 큽니다. 위상 잡음의 영향으로 인해 단일 주파수 레이저를 다시 병합하고 레이저 상태 이전에 출발하지 않았습니다. 스펙트럼에 특정 폭이 있습니다. 좀 더 전문적으로 말하면, 이 과정을 위상 잡음 변조라고 합니다. 변조는 양측 대역의 확산으로 인해 발생하므로 위상 잡음 스펙트럼 폭은 단일 주파수 레이저 선폭의 2배로 측정됩니다. 스펙트럼에서 이러한 확장의 스펙트럼 폭을 계산하려면 통합 수단을 사용해야 하므로 이 시간을 통합 시간이라고 합니다.
위의 설명을 통해 "통합 시간"과 단일 주파수 광섬유 레이저 측정 선폭 사이에 관계가 있어야 함을 이해할 수 있습니다. "적분 시간"이 짧을수록 분할로 인해 발생하는 위상 노이즈의 영향이 작아지고 단일 주파수 광섬유 레이저의 측정 선폭이 좁아집니다.
다르게 말하면 선폭은 무엇을 의미합니까? 단일 주파수 레이저의 주파수 잡음과 위상 잡음입니다. 이러한 노이즈는 항상 존재해 왔으며, 누적 시간이 길수록 노이즈가 더 분명해집니다. 따라서 "관찰 테스트" 단일 주파수 광섬유 레이저 주파수 노이즈 및 위상 노이즈가 길어질수록 측정된 선폭이 더 커집니다. 물론 여기서 말하는 시간은 실제로 랜덤 노이즈에 대한 상식 테스트 측정인 2단계까지는 나노초, 마이크로초, 밀리초 등 매우 짧은 시간이다.
단일 주파수 광섬유 레이저의 스펙트럼 선폭이 좁을수록 SMSR(측면 모드 억제 비율)이 매우 높아 시간 영역에서 스펙트럼이 더 깨끗하고 아름답습니다. 반대의 경우도 마찬가지입니다. 물론 분광계(OSA)의 자체 기술 원리와 분해능 제한으로 인해 단일 주파수 레이저의 단일 주파수 성능을 결정하기 위한 선폭 테스트 조건이 없을 때 이 점을 마스터할 수 있습니다. 주파수 광섬유 레이저 스펙트럼은 위상 잡음과 주파수 잡음을 정량적으로 또는 정확하게 반영할 수 없습니다. 이러한 판단은 매우 대략적이며 때로는 잘못된 결과를 가져올 수 있습니다.
단일 주파수 반도체 레이저는 일반적으로 단일 주파수 광섬유 레이저의 실제 선폭보다 높지만 일부 단일 주파수 반도체 레이저 제조업체는 매우 아름다운 표시기의 선폭을 언급하지만 실제 테스트에서는 단일 주파수 반도체 레이저가 단일 주파수 광섬유 레이저보다 단일 주파수 광섬유 레이저의 선폭 한계가 주파수 잡음 및 위상 잡음 표시기보다 더 넓어 단일 주파수 레이저 공명 공동 구조 및 결정 길이가 더 나쁩니다. . 물론, 외부 공동의 길이를 크게 늘리고, 광자 수명을 연장하고, 위상을 제어하여 임계값에 의해 형성된 공진 공동 정재파 조건을 개선하고 위상을 지속적으로 억제하는 다른 방법을 통한 단일 주파수 반도체 기술의 지속적인 개발 단일 주파수 반도체 레이저의 선폭을 좁히는 잡음. 미래 제품 기술 세미나에서는 단일 주파수 반도체 레이저 기술을 소개하겠습니다.