Método de medição da largura de linha de um laser de frequência única

Método de medição da largura da linha delaser de frequência única
Diversos métodos de medição da largura de linha de laser de frequência única, do mais grosseiro ao mais preciso, bem como seus cenários de aplicação e pontos técnicos, são resumidos a seguir:
1. Medição direta por espectrômetro (medição aproximada, largura de linha ≥ nível de GHz)
Utilize um espectrômetro de rede de difração ou um espectrômetro óptico (OSA) para determinar se se trata de um único modo longitudinal, medindo a taxa de supressão do modo de borda e a largura de linha do modo longitudinal. A resolução dos espectrômetros ópticos convencionais é de cerca de 0,1 a 0,01 nm (correspondendo a 0,1 a 10 GHz no infravermelho próximo), e os de alto desempenho podem atingir 1 pm, o que é adequado apenas para triagem preliminar de larguras de linha mais amplas.laser.
2. Varredura de etalon Fabry Perot (FP) (largura de linha média estreita)
Adequado para lasers com largura de linha mais estreita ou espaçamento entre modos longitudinais menor que a resolução do espectrômetro óptico. Ao realizar a medição, é necessário avaliar com base na proporção entre a largura de linha do laser e a largura do modo da cavidade FP: quando a largura de linha do laser é muito maior que a largura do modo da cavidade, a leitura pode ser feita diretamente; quando são semelhantes, é necessária a deconvolução; se for muito menor, é necessário substituir o laser por um FP de maior precisão ou utilizar a tecnologia de modelagem de borda para a estimativa.
3. Heteródino/Auto-heteródino e auto-homódino com atraso (largura de linha estreita, faixa de kHz a MHz)
Quando lasers de frequência única com alta coerência excedem a resolução do espectrômetro óptico, o método heterodino (com laser de referência de largura de linha extremamente estreita conhecida) ou o método auto-heterodino/auto-homódino com atraso temporal (sem laser de referência) são comumente utilizados. O dispositivo é um interferômetro de Mach-Zehnder ou Michelson de fibra, com um atraso temporal de τ d_d (determinado pela diferença no comprimento da fibra) entre os dois braços; ConectandoModulador AOMA mudança de frequência é auto-heteródina, enquanto a ausência de conexão é auto-homódina. O modulador AOM pode deslocar a frequência de batimento para longe da corrente contínua (CC) para reduzir a interferência de baixa frequência.
4. Precauções:
4.1 As fibras ópticas de longa extensão são afetadas por vibrações/variações de temperatura, e a estabilidade do interferômetro precisa ser melhorada;
4.2 Os dois canais de potência precisam estar balanceados, eAmplificador Óptico EDFAPode-se utilizar um interferômetro de compensação ou um interferômetro de anel de fibra multiciclo;
4.3Quando a largura da linha é extremamente estreita, é possível ler uma largura de linha de 20 dB e, em seguida, deduzir uma largura de linha de 3 dB com base na forma da linha de Lorentz;
4.4 Use um controlador de polarização (PC) ou um espelho rotativo de Faraday (FRM) para suprimir o desvanecimento da polarização.