Ширина лазерной линии
-
Ширина лазерной линии
- Спектральная ширина линии лазерного луча
- Пространственная когерентность связана с расходимостью луча
- Спектральная когерентность оценивается шириной линии
-
История определения ширины лазерной линии
- Первый когерентный источник света — мазер
- Мазер с аммиачным газом, работающий на длине волны 12,5 мм
- Ширина линии мазера вычислена в 1954 году
-
Переход от микроволнового к оптическому режиму
- Шавлоу и Таунс перевели ширину линии мазера в оптический режим в 1958 году
- Уравнение Шоулоу–Таунса основано на полуклассической физике
-
Режим пассивного резонатора
- Время затухания фотона связано с коэффициентами отражения и внутренними потерями
- Ширина лоренцевой линии, добротность, время и длина когерентности определяются экспоненциальным временем распада фотона
-
Режим активного резонатора
- Коэффициент усиления влияет на время затухания фотона и спектрально-когерентные свойства
- Ширина лоренцевой линии и добротность зависят от коэффициента усиления
-
Режим генераторного резонатора
- Основная ширина лазерной линии обусловлена полуклассическим эффектом усиления
- В непрерывном лазере скорость вынужденного и спонтанного излучения компенсирует скорость затухания фотонов
-
Приближение Шоулоу–Таунса
- Исходное уравнение Шоулоу–Таунса является четырехкратным приближением основной ширины лазерной линии
-
Основная ширина лазерной линии
- Ширина лазерной линии определяется четырьмя приближениями i.–iv.
- Исходное уравнение Шоулоу–Таунса является четырехкратным приближением.
-
Дополнительные эффекты расширения и сужения ширины линии
- Хемпстед и Лакс предсказали сужение ширины линии вблизи лазерного порога.
- Петерманн вывел эффект увеличения ширины линии в полупроводниковых волноводных лазерах.
- Генри предсказал уширение ширины линии из-за изменений показателя преломления.
-
Измерение ширины лазерной линии
- Интерферометрия и спектрометрия используются для измерения когерентности лазера.
- Самогетеродинная интерферометрия является типичным методом измерения ширины линии.
-
Непрерывные лазеры
- Ширина линии в He-Ne лазере может составлять порядка 1 ГГц.
- Лазеры с распределенной обратной связью имеют ширину линии порядка 1 кГц.
- Стабилизированные маломощные лазеры могут иметь очень узкую ширину линии.
-
Импульсные лазеры
- Ширина линии мощных импульсных лазеров может быть широкой.
- В оптимизированных резонаторах ширина линии зависит от расходимости излучения и общей внутрирезонаторной дисперсии.
- Оптимизированные лазерные генераторы могут иметь ширину линии около 350 МГц.