Odborné znalosti

Laserové měření šířky čáry

2021-08-17
Ačkoli spektrum i frekvenční spektrum jsou elektromagnetické spektrum, v důsledku rozdílu ve frekvenci jsou metody analýzy a testovací nástroje spektra a frekvenčního spektra velmi odlišné. Některé problémy je obtížné vyřešit v optické oblasti, ale je snazší je vyřešit pomocí frekvenční konverze na elektrickou oblast.
Například spektrometry, které využívají jako frekvenčně selektivní filtry rastrovací difrakční mřížky, jsou v současnosti nejrozšířenější v komerčních spektrometrech. Mají široký rozsah skenování vlnových délek (1 μ m) a velký dynamický rozsah (nad 60 dB), ale rozlišení vlnových délek je omezeno pouze na tucet. Pikometr (>1 GHz) nebo tak. Není možné použít takový přístroj k přímému měření laserového spektra se šířkou čáry v řádu megahertzů. V současné době se šířka čáry polovodičových laserů DFB a DBR pohybuje v řádu 10MHz a po použití technologie externí dutiny pro výrazné zúžení šířky spektrální čáry již může být šířka čáry vláknových laserů nižší než řád kilohertzů. Pro další zlepšení šířky rozlišovacího pásma spektrometru je velmi obtížné dosáhnout laserové spektroskopie s extrémně úzkou šířkou čáry. Tento problém však lze snadno vyřešit optickým heterodynem.
V současnosti mají společnosti Agilent i R&S spektrální analyzátory s šířkou pásma rozlišení 10 Hz. Spektrální analyzátor v reálném čase může také zvýšit rozlišení na 0,1 MHz. Teoreticky může použití optické heterodynové technologie vyřešit problém měření a analýzy milihertzové laserové spektroskopie. Prohlédněte si historii vývoje technologie optické heterodynové spektrální analýzy, ať už se jedná o dvoupaprskovou optickou heterodynní metodu DFB laserů nebo časově zpožděnou bílou heterodynní metodu jednoduchých laditelných laserů, přesné měření úzké šířky spektrální čáry je dosaženo pomocí spektrální analýzy. . Pomocí optické heterodynové technologie k přesunu spektra optické domény do snadno ovladatelné mezifrekvenční elektrické domény může rozlišení spektrometru elektrické domény snadno dosáhnout řádu kilohertzů nebo dokonce hertzů. U vysokofrekvenčních spektrálních analyzátorů dosáhlo nejvyšší rozlišení 0,1 mHz. Proto je snadné vyřešit problém měření a analýzy úzkou šířkou laserové spektroskopie, což je problém, který nelze vyřešit přímou spektroskopickou analýzou. Výrazně zlepšuje přesnost spektrální analýzy.
Aplikace laserů s úzkou šířkou čáry:
1. Snímání optických vláken na ropovodu
2. Akustické senzory, hydrofony
3. Lidar, měření vzdálenosti, dálkový průzkum Země
4. Koherentní optická komunikace
5. Laserová spektroskopie, měření atmosférické absorpce
6. Laserový zdroj semen