एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर की लाइनविड्थ विशेषताएँ

एकल-आवृत्ति फ़ाइबर लेज़रों में लोरेंत्ज़ियन वर्णक्रमीय रेखा आकार के साथ एक बहुत ही संकीर्ण सीमित लाइनविड्थ होती है, जो एकल-आवृत्ति अर्धचालकों से अधिक महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती है। इसका कारण यह है कि एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर में लंबी लेजर गुंजयमान गुहाएं और लंबे इंट्राकैविटी फोटॉन जीवनकाल होते हैं। इसका मतलब यह है कि एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर में एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर की तुलना में कम चरण और आवृत्ति शोर होता है।
एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर के लाइनविड्थ परीक्षण परिणाम एकीकरण समय से संबंधित हैं। इस एकीकरण समय को समझना अक्सर मुश्किल होता है, वास्तव में, इसे केवल "अवलोकन परीक्षण" एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर समय के रूप में समझा जा सकता है, जिसके दौरान हम लाइनविड्थ की गणना करने के लिए वर्णक्रमीय चरण शोर को मापने के आवृत्ति साधनों को शूट करते हैं। एक उदाहरण के रूप में स्व-अवशोषित गैर-संतुलन एमजेड इंटरफेरोमीटर लें, विलंब फाइबर की लंबाई 50 किमी है, एकल-मोड फाइबर कोर अपवर्तक सूचकांक 1.5 माना जाता है, निर्वात में प्रकाश की गति 3x108 मीटर / सेकंड है, फिर लगभग 1 मीटर के सिंगल-मोड फाइबर ट्रांसमिशन में प्रकाश लगभग 4.8ns की देरी पैदा करेगा, 50 किमी फाइबर के बाद 240us की देरी के उत्पादन के बराबर है।
आइए 1:1 ऑप्टिकल स्प्लिटर के बाद परीक्षण के लिए एकल-आवृत्ति लेजर लें, समान विशेषताओं वाले 2 बिलेट्स की कल्पना करें, एक बिलेट्स दूसरे की तुलना में 240us अधिक चला, जब दो बिलेट्स और फिर दूसरे 1:1 ऑप्टिकल के माध्यम से युग्मक विलय, चरण शोर के साथ एक बिलेट से 240us अधिक, चरण शोर के प्रभाव के कारण, एकल-आवृत्ति लेजर को फिर से विलय कर दिया गया और लेजर की स्थिति से पहले सेट नहीं किया गया, स्पेक्ट्रम में एक निश्चित चौड़ाई है , थोड़ा और अधिक पेशेवर, इस प्रक्रिया को चरण शोर मॉड्यूलेशन कहा जाता है, क्योंकि मॉड्यूलेशन द्विपक्षीय बैंड के प्रसार के कारण होता है, इसलिए चरण शोर स्पेक्ट्रम चौड़ाई को 2 बार की एकल-आवृत्ति लेजर लाइन चौड़ाई से मापा जाना है। स्पेक्ट्रम में इस विस्तार की वर्णक्रमीय चौड़ाई की गणना करने के लिए एकीकरण के साधनों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, इसलिए इस समय को एकीकरण समय कहा जाता है।
उपरोक्त स्पष्टीकरण के माध्यम से, हम "एकीकरण समय" को समझने में सक्षम होंगे और एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर माप लाइन की चौड़ाई के बीच एक संबंध होना चाहिए। "एकीकरण समय" जितना कम होगा, विभाजन द्वारा लाए गए चरण शोर का प्रभाव उतना ही कम होगा, एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर की माप रेखा की चौड़ाई उतनी ही कम होगी।
इसे दूसरे तरीके से कहें तो, लाइनविड्थ क्या वर्णन कर रहा है? यह एकल-आवृत्ति लेजर का आवृत्ति शोर और चरण शोर है। ये शोर हमेशा अस्तित्व में रहे हैं, संचयी समय जितना लंबा होगा, शोर उतना ही अधिक स्पष्ट होगा, इसलिए "अवलोकन परीक्षण" एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर आवृत्ति शोर और चरण शोर जितना लंबा होगा, मापी गई लाइन की चौड़ाई बड़ी होगी। बेशक, यहां कहा गया समय वास्तव में बहुत कम है, जैसे नैनोसेकंड, माइक्रोसेकंड, मिलीसेकंड, दूसरे स्तर तक, जो यादृच्छिक शोर का एक सामान्य ज्ञान परीक्षण माप है।
एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर की वर्णक्रमीय लाइनविड्थ जितनी संकीर्ण होगी, समय क्षेत्र में स्पेक्ट्रम उतना ही साफ और सुंदर होगा, बहुत उच्च साइड मोड दमन अनुपात (एसएमएसआर) के साथ, और इसके विपरीत। इस बिंदु पर महारत हासिल करना एकल-आवृत्ति लेजर के एकल-आवृत्ति प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए लाइन चौड़ाई परीक्षण स्थितियों की अनुपस्थिति में हो सकता है, निश्चित रूप से, अपने स्वयं के तकनीकी सिद्धांतों के स्पेक्ट्रोमीटर (ओएसए) के साथ-साथ रिज़ॉल्यूशन सीमाओं के कारण, एकल- आवृत्ति फाइबर लेजर स्पेक्ट्रा अपने चरण शोर और आवृत्ति शोर को मात्रात्मक या सटीक रूप से प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है, यह निर्णय काफी कठिन है, और कभी-कभी गलत परिणाम लाएगा।
एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर आम तौर पर एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर की वास्तविक लाइन चौड़ाई से अधिक होते हैं, हालांकि एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर के कुछ निर्माता बहुत सुंदर संकेतकों की लाइन चौड़ाई का उल्लेख करते हैं, वास्तविक परीक्षण से पता चलता है कि एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर एकल-आवृत्ति फ़ाइबर लेज़रों की तुलना में एकल-आवृत्ति फ़ाइबर लेज़रों की लाइन चौड़ाई की सीमा आवृत्ति शोर से अधिक व्यापक होती है और चरण शोर संकेतक भी ख़राब होते हैं, जो एकल-आवृत्ति लेज़र अनुनाद गुहा संरचना और निर्णय की लंबाई है . बेशक, बाहरी गुहा की लंबाई में काफी वृद्धि करके एकल-आवृत्ति अर्धचालक प्रौद्योगिकी का निरंतर विकास, फोटॉन जीवन का विस्तार, थ्रेशोल्ड द्वारा गठित गुंजयमान गुहा खड़े तरंग की स्थिति में सुधार करने के लिए चरण को नियंत्रित करना और चरण को लगातार बाधित करने के अन्य तरीके शोर, एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर की लाइनविड्थ को कम करता है। हम अपने भविष्य के उत्पाद प्रौद्योगिकी सेमिनारों में एकल-आवृत्ति अर्धचालक लेजर तकनीक पेश करेंगे।