ความรู้ระดับมืออาชีพ

การวัดความกว้างของเส้นด้วยเลเซอร์

2021-08-17
แม้ว่าสเปกตรัมและสเปกตรัมความถี่จะเป็นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เนื่องจากความแตกต่างของความถี่ วิธีการวิเคราะห์และเครื่องมือทดสอบของสเปกตรัมและสเปกตรัมความถี่จึงแตกต่างกันมาก ปัญหาบางอย่างแก้ไขได้ยากในโดเมนออปติคัล แต่จะแก้ปัญหาได้ง่ายกว่าด้วยการแปลงความถี่เป็นโดเมนไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น สเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้ตะแกรงการเลี้ยวเบนจากการสแกนเป็นตัวกรองแบบเลือกความถี่ปัจจุบันนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์เชิงพาณิชย์ มีช่วงการสแกนความยาวคลื่นที่กว้าง (1 μm) และช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ (มากกว่า 60dB) แต่ความละเอียดของความยาวคลื่นจำกัดอยู่ที่โหลเท่านั้น พิโคมิเตอร์ (>1GHz) หรือมากกว่านั้น เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้เครื่องมือดังกล่าวเพื่อวัดสเปกตรัมเลเซอร์โดยตรงด้วย linewidth ตามลำดับเมกะเฮิรตซ์ ในปัจจุบัน linewidth ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ DFB และ DBR อยู่ในลำดับที่ 10MHz และหลังจากการใช้เทคโนโลยีช่องสัญญาณภายนอกเพื่อลดความกว้างของเส้นสเปกตรัมให้แคบลงอย่างมาก ความกว้างของเส้นของเลเซอร์ไฟเบอร์อาจต่ำกว่าลำดับกิโลเฮิรตซ์อยู่แล้ว เพื่อปรับปรุงแบนด์วิดท์ความละเอียดของสเปกโตรมิเตอร์ให้ดียิ่งขึ้น เป็นเรื่องยากมากที่จะได้เลเซอร์สเปกโตรสโคปีแบบ linewidth ที่แคบมาก อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยง่ายด้วย optical heterodyne
ในปัจจุบัน ทั้งบริษัท Agilent และ R&S มีเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมที่มีแบนด์วิดท์ความละเอียด 10 Hz เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมแบบเรียลไทม์ยังสามารถเพิ่มความละเอียดเป็น 0.1MHz ตามทฤษฎีแล้ว การใช้เทคโนโลยีออปติคัลเฮเทอโรไดน์สามารถแก้ปัญหาการวัดและวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีเลเซอร์ความกว้างเส้นมิลลิเฮิรตซ์ได้ ตรวจสอบประวัติการพัฒนาของเทคโนโลยีการวิเคราะห์สเปกตรัมเฮเทอโรไดน์แบบออปติคัล ไม่ว่าจะเป็นวิธีเฮเทอโรไดน์แบบออปติคัลลำแสงคู่ของเลเซอร์ DFB หรือวิธีเฮเทอโรไดน์สีขาวแบบหน่วงเวลาของเลเซอร์ที่ปรับค่าได้เดี่ยว การวัดขนาดเส้นสเปกตรัมแคบที่แม่นยำทำได้โดยการวิเคราะห์สเปกตรัม . การใช้เทคโนโลยีออปติคัลเฮเทอโรไดน์เพื่อย้ายสเปกตรัมของโดเมนออปติคัลไปยังโดเมนไฟฟ้าความถี่กลางที่จัดการได้ง่าย ความละเอียดของสเปกโตรมิเตอร์โดเมนไฟฟ้าสามารถเข้าถึงลำดับกิโลเฮิรตซ์หรือแม้แต่เฮิรตซ์ได้อย่างง่ายดาย สำหรับเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่สูง ความละเอียดสูงสุดถึง 0.1 mHz ดังนั้นจึงง่ายในการแก้ปัญหาการวัดและวิเคราะห์สเปกโตรสโคปีของเลเซอร์สเปกโตรสโคปีแบบแคบ ซึ่งเป็นปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการวิเคราะห์สเปกโตรสโกปีโดยตรง ทำให้ความแม่นยำของการวิเคราะห์สเปกตรัมดีขึ้นอย่างมาก
การประยุกต์ใช้เลเซอร์ linewidth แคบ:
1. การตรวจจับใยแก้วนำแสงของท่อส่งน้ำมัน
2. เซ็นเซอร์เสียง ไฮโดรโฟน
3. Lidar, ระยะไกล, การตรวจจับระยะไกล
4. การสื่อสารด้วยแสงที่สอดคล้องกัน
5. เลเซอร์สเปกโตรสโคปีการวัดการดูดกลืนบรรยากาศ
6. แหล่งกำเนิดเมล็ดเลเซอร์
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept