Одночастотные лазеры с узкой шириной линии играют незаменимую роль в таких областях, как точные измерения, оптическая связь и датчики из - за их высокой спектральной чистоты и частотной стабильности.

Ядром одночастотного лазера с узкой шириной линии является получение одного продольного модуля колебаний и поддержание частотной стабильности выходного лазера. Ключевые технологии включают:

Механизм выбора одного продольного модуля:

Структура распределенной обратной связи (DFB): обеспечивает избирательное отражение через пражскую решетку, позволяя вибрировать только на определенной длине волны (продольный модуль).

Внешняя резонаторная обратная связь (ECL): использование внешнего зеркала или волоконно - оптической решетки для формирования коротких полостей, которые подавляют многомодовую конкуренцию.

Насыщенный поглотитель (например, полупроводниковое насыщенное абсорбционное зеркало SAS): динамическое подавление многомодового шума, стабилизация одночастотного выхода.

Технология стабилизации частоты:

Активное управление обратной связью: мониторинг смещения частоты в реальном времени с помощью детектора частоты (например, детектора биений или спектра молекулярного поглощения) и регулировка длины полости или тока.

Пассивное регулирование температуры: использование термостатов или термоэлектрических холодильных установок (TEC) для уменьшения влияния колебаний температуры окружающей среды на скорость преломления.

Узкий источник ширины линии: узкая ширина линии может быть сжата путем удлинения длины полости или увеличения отражательной способности.

Устойчивость одночастотного лазера с узкой шириной линии:

(1) Стабильность частоты

Краткосрочная стабильность: под влиянием длинных колебаний полости, шума тока и т. Д. Типичная краткосрочная ширина линии может достигать порядка кГц.

Долгосрочная стабильность: дрейф частоты от минуты до часа < 1 МГц с помощью активной обратной связи или контроля температуры.

Чувствительность к окружающей среде: изменение температуры может привести к смещению частоты на несколько ГГц, что требует точного контроля температуры.

(2) Стабильность мощности

Колебания выходной мощности обычно < 0,1% (RMS) могут быть дополнительно подавлены с помощью схемы APC (автоматическое управление мощностью).

(3) Антиинтерференционная способность

Подавление конкуренции в режиме: подавление боковых модулей путем проектирования разности порогов высокого усиления для обеспечения одночастотного выхода.

Изоляция внешних возмущений: использование виброизоляционной платформы, защита от электромагнитных помех (EMI) и других мер для снижения воздействия шума окружающей среды.