Карактеристики на широчината на линијата на еднофреквентните фибер ласери

Еднофреквентните ласери со влакна имаат многу тесна гранична ширина на линијата, а нивната форма на спектрална линија е од типот Лоренц, што значително се разликува од полупроводниците со една фреквенција. Причината е што ласерите со влакна со една фреквенција имаат подолги ласерски резонантни шуплини и подолг животен век на фотоните во шуплината. Ова значи дека еднофреквентните ласери со влакна имаат понизок фазен шум и фреквентен шум од еднофреквентните полупроводнички ласери.

Резултатите од тестот за ширина на линијата на ласерите со влакна со една фреквенција се поврзани со времето на интеграција. Ова време на интеграција често е тешко да се разбере. Всушност, може едноставно да се сфати како време за „набљудување и тестирање“ на ласер со влакна со една фреквенција. За тоа време, го мериме шумот на фазата на спектарот со отчукување на фреквенцијата за да ја пресметаме ширината на линијата. Земајќи го хетеродинскиот нерамнотежен интерферометар M-Z како пример, должината на доцното влакно е 50 km, индексот на прекршување на јадрото на едномодни влакна се претпоставува дека е 1,5, а брзината на светлината во вакуум е 3x108 метри/секунда, тогаш светлината во едномодни влакно Се генерира доцнење од приближно 4,8 ns за секој 1 метар пренос, што е еквивалентно на доцнење од 240 us по 50 км оптичко влакно.

Да замислиме дека ласерот со една фреквенција што треба да се тестира станува два клона со точно исти карактеристики откако ќе помине низ оптички разделувач 1:1. Еден од клоновите работи 240 us подолго од другиот. Кога двата клона минуваат низ вториот 1:1 Кога оптичката спојка е комбинирана, клонот што работи 240 us подолго носи фазен шум. Поради влијанието на фазната бучава, еднофреквентниот ласер по рекомбинацијата има одредена ширина во спектарот во споредба со состојбата пред да започне. Попрофесионално кажано, овој процес се нарекува модулација на фазна бучава. Бидејќи проширувањето предизвикано од модулацијата е двојна странична лента, ширината на спектарот на фазна бучава е двапати поголема од ширината на линијата од ласерот со една фреквенција што треба да се мери. За да се пресмета проширената ширина на спектарот на спектарот, потребна е интеграција, па ова време се нарекува време на интеграција.

Преку горенаведеното објаснување, можеме да разбереме дека мора да постои врска помеѓу „времето на интеграција“ и измерената ширина на линијата на еднофреквентен ласер со влакна. Колку е пократко „времето на интеграција“, толку е помало влијанието на фазниот шум предизвикан од клонот и потесна е ширината на мерната линија на еднофреквентниот ласер со влакна.

За да го разбереме од друг агол, што опишува ширината на линијата? се фреквентен шум и фазен шум на еднофреквентен ласер. Овие звуци секогаш постојат и колку подолго се акумулираат, толку поочигледна е бучавата. Затоа, колку подолго трае „тестот на набљудување“ на фреквентниот шум и фазната бучава кај ласерот со еднофреквентно влакно, толку поголема ќе биде измерената ширина на линијата. Се разбира, времето споменато овде е всушност многу кратко, како наносекунди, микросекунди, милисекунди или до второто ниво. Ова е здрав разум при тестирање и мерење на случаен шум.

Колку е потесна ширината на линијата на спектарот на еднофреквентниот ласер со влакна, толку почист и поубав ќе биде спектарот во временскиот домен, со исклучително висок коефициент на сузбивање на страничниот режим (SMSR) и обратно. Совладувањето на оваа точка може да ги одреди перформансите на една фреквенција на ласерите со една фреквенција кога условите за тестирање на ширината на линијата не се достапни. Се разбира, поради техничките принципи и ограничувањата на резолуцијата на спектрометарот (OSA), спектарот на ласерите со влакна со една фреквенција не може квантитативно или прецизно да ги одразува неговите перформанси. Проценката за фазната бучава и фреквентниот шум е прилично груба и понекогаш води до погрешни резултати.

Вистинската ширина на линијата на еднофреквентните полупроводнички ласери е генерално повисока од онаа на ласерите со еднофреквентни влакна. Иако некои производители многу убаво ги поставуваат индикаторите за ширина на линијата на еднофреквентните полупроводнички ласери, вистинските тестови покажуваат дека граничната ширина на линијата на еднофреквентните полупроводнички ласери е повисока од онаа на полупроводничките ласери со една фреквенција. Ласерот со фреквентни влакна мора да биде широк, а неговите индикатори за фреквентен шум и фазен шум, исто така, мора да бидат слаби, што се одредува според структурата и должината на еднофреквентната ласерска резонантна празнина. Се разбира, континуирано развивачката еднофреквентна полупроводничка технологија продолжува да го потиснува фазниот шум и да ја стеснува ширината на еднофреквентните полупроводнички ласери со значително зголемување на должината на надворешната празнина, продолжување на животниот век на фотонот, контролирање на фазата и подигање на прагот за формирање на услови на стоечки бранови во резонаторот.