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レーザー線幅測定

2021-08-17

スペクトルと周波数スペクトルはどちらも電磁スペクトルですが、周波数の違いにより、スペクトルと周波数スペクトルの解析方法や試験機器は大きく異なります。いくつかの問題は光学領域では解決が困難ですが、電気領域への周波数変換によって解決する方が簡単です。
たとえば、周波数選択フィルターとして走査型回折格子を使用する分光計は、現在、市販の分光計で最も広く使用されています。それらは広い波長走査範囲（1μm）と広いダイナミックレンジ（60dB以上）を持っていますが、波長分解能はダースに制限されています。ピコメートル（> 1GHz）かそこら。このような機器を使用して、メガヘルツのオーダーの線幅でレーザースペクトルを直接測定することは不可能です。現在、DFBおよびDBR半導体レーザーの線幅は10MHzのオーダーであり、外部キャビティ技術を使用してスペクトルの線幅を大幅に狭めた後、ファイバーレーザーの線幅はすでにキロヘルツのオーダーよりも低くなる可能性があります。分光計の分解能帯域幅をさらに改善するために、非常に狭い線幅のレーザー分光法を実現することは非常に困難です。ただし、この問題は光ヘテロダインによって簡単に解決できます。
現在、アジレントとR＆Sの両社は、分解能帯域幅が10Hzのスペクトラムアナライザを備えています。リアルタイムスペクトラムアナライザは、分解能を0.1MHzまで上げることもできます。理論的には、光ヘテロダイン技術を使用することで、ミリヘルツ線幅レーザー分光法の測定と分析の問題を解決できます。光ヘテロダインスペクトル分析技術の開発履歴を確認します。DFBレーザーのデュアルビーム光ヘテロダイン法でも、単一波長可変レーザーの時間遅延白色ヘテロダイン法でも、スペクトル分析によって狭いスペクトル線幅の正確な測定が実現されます。。光ヘテロダイン技術を使用して、光学ドメインのスペクトルを扱いやすい中間周波数の電気ドメインに移動すると、電気ドメイン分光計の分解能は、キロヘルツまたはヘルツのオーダーに簡単に達することができます。高周波スペクトラムアナライザの場合、最高分解能は0.1mHzに達しました。したがって、直接分光分析では解決できない問題である、狭線幅レーザー分光法の測定と分析の問題を解決するのは簡単です。スペクトル分析の精度が大幅に向上します。
狭線幅レーザーの用途：
1.石油パイプライン光ファイバーセンシング
2.音響センサー、ハイドロフォン
3. LIDAR、測距、リモートセンシング
4.コヒーレント光通信
5.レーザー分光法、大気吸収測定
6.レーザーシードソース

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