अरुंद-लाइनविड्थ लेझरचे लाइन रुंदी मापन

रेषेच्या रुंदीचे मोजमापअरुंद-लाइनविड्थ लेझर

अरुंद-लाइनविड्थ लेझरची, विशेषतः एकल-फ्रिक्वेन्सी लेझरची लाइनविड्थ, लेझर स्पेक्ट्रमच्या रुंदीला (सामान्यतः हाफ-विड्थ ते फुल-विड्थ FWHM) सूचित करते. अधिक अचूकपणे सांगायचे झाल्यास, उत्सर्जित विद्युत क्षेत्राच्या पॉवर स्पेक्ट्रल डेन्सिटीची रुंदी फ्रिक्वेन्सी, वेव्हनंबर किंवा वेव्हलेंथच्या संदर्भात व्यक्त केली जाते. लेझरच्या लाइनविड्थचा वेळेसोबत खूप जवळचा संबंध असतो आणि ती कोहेरन्स टाइम व कोहेरन्स लेंथद्वारे दर्शविली जाते. जर फेजमध्ये अमर्याद बदल झाला, तर फेज नॉईजमुळे एक लाइनविड्थ निर्माण होते, जे फ्री ऑसिलेटरच्या बाबतीत घडते. अत्यंत लहान फेज रेंजमध्ये मर्यादित असलेल्या फेजमधील चढउतारांमुळे ० लाइनविड्थ आणि काही नॉईज साइडबँड निर्माण होतात. रेझोनंट कॅव्हिटीच्या लांबीतील ऑफसेट देखील लाइनविड्थमध्ये योगदान देतो आणि तिला मापनाच्या वेळेवर अवलंबून ठेवतो. यावरून असे दिसून येते की केवळ लाइनविड्थ किंवा स्पेक्ट्रमचा आकार (लाइनचा प्रकार) याबद्दलची सर्व माहिती देऊ शकत नाही.लेझर स्पेक्ट्रम.

मोजमाप करण्यासाठी अनेक तंत्रे अवलंबली जाऊ शकतातलेझरची लाइनरुंदी:

जेव्हा लाइनविड्थ गुणोत्तर मोठे असते (>10GHz, जेव्हा अनेक लेसरच्या रेझोनंट कॅव्हिटीजमध्ये मल्टिपल मोड ऑसिलेशन्स असतात), तेव्हा मोजमापासाठी डिफ्राक्शन ग्रेटिंग वापरणारे पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटर वापरले जाऊ शकते. या पद्धतीचा वापर करून उच्च फ्रिक्वेन्सी रिझोल्यूशन मिळवणे खूप अवघड असते.

दुसरा दृष्टिकोन म्हणजे वारंवारतेतील चढउतारांचे तीव्रतेतील चढउतारांमध्ये रूपांतर करण्यासाठी फ्रिक्वेन्सी डिस्क्रिमिनेटरचा वापर करणे. हा डिस्क्रिमिनेटर एक असंतुलित इंटरफेरोमीटर किंवा उच्च-सुस्पष्टता असलेली रेफरन्स कॅव्हिटी असू शकतो. या मापन पद्धतीचे विभेदन देखील खूप मर्यादित असते.

३. सिंगल-फ्रिक्वेन्सी लेझर्समध्ये सामान्यतः सेल्फ-हेटेरोडाइन पद्धतीचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये फ्रिक्वेन्सी ऑफसेट आणि विलंबानंतर लेझर आउटपुट आणि स्वतःमधील बीट रेकॉर्ड केला जातो.

जेव्हा लाइनची रुंदी अनेकशे हर्ट्झ असते, तेव्हा पारंपरिक हेटेरोडाइन तंत्र व्यावहारिक ठरत नाही, कारण यावेळी मोठ्या विलंब लांबीची आवश्यकता असते. ती वाढवण्यासाठी चक्रीय फायबर लूप आणि अंतर्गत फायबर अॅम्प्लिफायरचा वापर केला जाऊ शकतो.

५. दोन स्वतंत्र लेझर्सचे बीट्स रेकॉर्ड करून अत्यंत उच्च रिझोल्यूशन मिळवता येते. यावेळी, रेफरन्स लेझरचा नॉईज टेस्ट लेझरच्या नॉईजपेक्षा खूपच कमी असतो.लेझरकिंवा दोघांचे कार्यप्रदर्शन निर्देशक समान असतात. फेज-लॉक लूप वापरून किंवा गणितीय नोंदींवर आधारित गणनेद्वारे तात्कालिक वारंवारता फरक मिळवता येतो. ही पद्धत खूप सोपी आणि स्थिर आहे, परंतु त्यासाठी दुसऱ्या लेझरची (चाचणी लेझरच्या वारंवारतेजवळ कार्यरत असणारा) आवश्यकता असते. जर मोजलेल्या लाइन रुंदीसाठी खूप विस्तृत स्पेक्ट्रल रेंजची आवश्यकता असेल, तर फ्रिक्वेन्सी कॉम्ब वापरणे खूप सोयीचे ठरते.

ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी मापनासाठी सामान्यतः एका विशिष्ट टप्प्यावर एका ठराविक फ्रिक्वेन्सी (किंवा वेळेच्या) संदर्भाची आवश्यकता असते. नॅरो-लाइनविड्थ लेझरसाठी, पुरेसा अचूक संदर्भ मिळवण्यासाठी केवळ एका संदर्भ प्रकाशाची आवश्यकता असते. हेटेरोडाइन तंत्रात, चाचणी उपकरणापासूनच पुरेसा मोठा वेळ विलंब लागू करून फ्रिक्वेन्सी संदर्भ मिळवला जातो. आदर्शपणे, हे तंत्र प्रारंभिक किरण आणि त्याच्या स्वतःच्या विलंबित प्रकाशामधील टाइम कोहेरन्स टाळते. त्यामुळे, सामान्यतः लांब ऑप्टिकल फायबर वापरले जातात. तथापि, स्थिर चढउतार आणि ध्वनिक परिणामांमुळे, लांब ऑप्टिकल फायबर अतिरिक्त फेज नॉइज निर्माण करू शकतात.