전문 지식

레이저 선폭 측정

2021-08-17
스펙트럼과 주파수 스펙트럼은 모두 전자기 스펙트럼이지만 주파수의 차이로 인해 스펙트럼 및 주파수 스펙트럼의 분석 방법과 테스트 도구가 매우 다릅니다. 일부 문제는 광학 영역에서 해결하기 어렵지만 주파수를 전기 영역으로 변환하여 해결하는 것이 더 쉽습니다.
예를 들어, 주파수 선택 필터로 스캐닝 회절 격자를 사용하는 분광계는 현재 상업용 분광계에서 가장 널리 사용됩니다. 그들은 넓은 파장 스캐닝 범위(1μm)와 넓은 동적 범위(60dB 이상)를 가지고 있지만 파장 분해능은 12개로 제한되어 있습니다. 피코미터(>1GHz) 정도. 이러한 장비를 사용하여 메가헤르츠 정도의 선폭으로 레이저 스펙트럼을 직접 측정하는 것은 불가능합니다. 현재 DFB 및 DBR 반도체 레이저의 선폭은 10MHz 정도이며 외부 공동 기술을 사용하여 스펙트럼 선폭을 크게 좁힌 후 광섬유 레이저의 선폭은 이미 킬로헤르츠 차수보다 낮을 수 있습니다. 분광계의 분해능 대역폭을 더욱 향상시키기 위해 매우 좁은 선폭 레이저 분광법을 달성하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 이 문제는 광학 헤테로다인으로 쉽게 해결할 수 있다.
현재 애질런트와 R&S 회사는 모두 10Hz의 분해능 대역폭을 가진 스펙트럼 분석기를 보유하고 있습니다. 실시간 스펙트럼 분석기는 분해능을 0.1MHz까지 높일 수도 있습니다. 이론적으로 광학 헤테로다인 기술을 사용하면 밀리헤르츠 선폭 레이저 분광법의 측정 및 분석 문제를 해결할 수 있습니다. 광학 헤테로다인 스펙트럼 분석 기술의 발전 이력을 검토하여 DFB 레이저의 듀얼 빔 광학 헤테로다인 방식이든 단일 파장 가변 레이저의 시간 지연 백색 헤테로다인 방식이든 스펙트럼 분석을 통해 좁은 스펙트럼 선폭의 정밀한 측정이 이루어집니다. . 광학 헤테로다인 기술을 사용하여 광학 영역의 스펙트럼을 다루기 쉬운 중간 주파수 전기 영역으로 이동하면 전기 영역 분광기의 분해능이 킬로헤르츠 또는 헤르츠 정도에 쉽게 도달할 수 있습니다. 고주파 스펙트럼 분석기의 경우 최고 분해능은 0.1mHz에 도달했습니다. 따라서 직접 분광분석으로는 풀 수 없는 문제인 협선폭 레이저 분광기의 측정 및 분석 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 스펙트럼 분석의 정확도를 크게 향상시킵니다.
좁은 선폭 레이저의 적용:
1. 송유관 광섬유 감지
2. 음향 센서, 수중 청음기
3. 라이더, 거리 측정, 원격 감지
4. 코히어런트 광통신
5. 레이저 분광법, 대기 흡수 측정
6. 레이저 시드 소스
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