Prinzip des Lasers mit ultraschmaler Linienbreite

Laser mit ultraschmaler Linienbreitesind Laserlichtquellen mit extrem schmalen spektralen Linienbreiten, die typischerweise den kHz- oder sogar Hz-Bereich erreichen und deutlich kleiner sind als herkömmliche Laser (typischerweise im MHz-Bereich). Ihr Kernprinzip besteht darin, das Laserfrequenzrauschen und die Linienbreitenverbreiterung durch verschiedene technische Maßnahmen zu unterdrücken und so eine extrem hohe Monochromatizität und Frequenzstabilität zu erreichen.

Hauptbetriebsprinzip

1. Grundprinzip der Laseroszillation:

Wie herkömmliche LaserLaser mit ultraschmaler Linienbreitebasieren auf dem Prinzip der stimulierten Strahlungsemission und bestehen aus einem Verstärkungsmedium, einem Resonanzhohlraum und einer Pumpquelle. Das Verstärkungsmedium erfährt unter der Wirkung der Pumpquelle eine Besetzungsumkehr, und durch die Frequenzauswahl des Resonanzhohlraums wird eine Laseroszillation erzeugt.

2. Kerntechnologien zur Linienbreitenkomprimierung:

Design des extrem langen Hohlraumresonators: Durch die Vergrößerung der Länge des Hohlraumresonators (z. B. durch die Verwendung eines Ringhohlraums oder eines Faserringhohlraums) verbessert der längere optische Weg die Frequenzselektivität und unterdrückt Komponenten außerhalb der Resonanzfrequenz.

Resonanzhohlraum mit hohem Q: Durch die Verwendung verlustarmer optischer Komponenten (z. B. Fasern mit extrem geringem Verlust und Linsen mit hohem Reflexionsvermögen) zum Aufbau eines Hohlraumresonators mit hoher Qualität (Q) wird die durch Verluste innerhalb des Hohlraums verursachte Linienbreitenverbreiterung reduziert. Aktive Frequenzstabilisierungstechnologie: Mithilfe der Techniken Phasenregelkreis (PLL) und Pound-Drever-Hall (PDH) wird die Laserfrequenz an einen hochstabilen Referenzstandard (z. B. atomare Übergangslinien, Fabry-Perot-Etalons und Faser-Bragg-Gitter) gekoppelt, wodurch Frequenzdrift in Echtzeit kompensiert wird.

Unterdrückung von Geräuschquellen: Eine geräuscharme Pumpquelle, eine Temperaturregelung und ein stoßfestes Design werden verwendet, um Störungen der Laserfrequenz durch externe Faktoren wie mechanische Vibrationen, Temperaturschwankungen und Stromrauschen zu reduzieren.

Box-Optronikkann 1064 nm und 1550 nm liefernUltraschmaler CW-Faserlaser mit ≤ 3 kHz Linienbreite.