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Was ist die Laserlinienbreite?

2021-06-17
Laserlinienbreite, die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums der Laserlichtquelle, also die Halbwertshöhe des Peaks (manchmal 1/e), die der Breite zwischen den beiden Frequenzen entspricht.
Das Licht wird vom Laser emittiert. Nachdem der Laser oszilliert, werden eine oder mehrere Longitudinalmoden erzeugt, und der Frequenzbereich jeder Longitudinalmode ist die Linienbreite des Lasers. Beachten Sie, dass die Frequenzbreite jedes Längsmodus und das Intervall zwischen Längsmodi zwei unterschiedliche Konzepte sind und das Intervall des Längsmodus die Differenz zwischen den Mittenfrequenzen zweier benachbarter Längsmodi ist. Die Laserlinienbreite wird durch den Qualitätsfaktor der Kavität bestimmt. Je höher der Qualitätsfaktor des Resonators ist, desto schmaler ist die Laserlinienbreite. Nach Berücksichtigung der Verstärkung des Lasermediums wird die theoretische Grenze der Linienbreite des Lasers durch die spontane Emission des Verstärkungsmediums bestimmt. Beispielsweise liegt für He-Ne die theoretische Grenze der Linienbreite bei etwa 10^-3 Hz. Natürlich gibt es in tatsächlichen Lasern verschiedene Linienbreitenverbreiterungsmechanismen, so dass die Laserlinienbreite im Allgemeinen nicht ihre theoretische Grenze erreicht. Zum Beispiel für He-Ne die Modenfrequenz, die durch eine Temperaturänderung von 0,01 Grad verursacht wird
Die Ratendrift beträgt etwa 0,1 MHz, die tatsächliche Laserlinienbreite von He-Ne kann 1 MHz erreichen, und die Linienbreite von Festkörperlasern kann etwa 1 Angström erreichen.
Über die Linienbreite und spektrale Linienbreite des CO2-Lasers von Access Laser
Linienbreite gewinnen: Der Frequenzbereich von CO2-Molekülen hängt hauptsächlich von der Gaszusammensetzung des Lasers ab. Für Access Laser reicht er von 100 MHz bis 250 MHz.
Laserlinienbreite: Der tatsächliche Laserausgangsfrequenzbereich wird durch die Gastemperatur des Lasers, den optischen Resonator und den Arbeitsmodus des Lasers bestimmt. Bei mit Access Laser stabilisierten Lasern wie Lasy-3S, Lasy-4S, Merit-S und Lasy-20S kann die Spektrallinienbreite jederzeit 100 kHz oder sogar noch geringer erreichen.
Der stabile Laser, der von der Access Laser Company entwickelt wurde, hat viele Spektren mit einem Intervall von etwa 0,02 µm. Jede Spektralform ähnelt der roten Kurve in der Abbildung oben.
Wenn der Laser ausgegeben wird, wird eine der Spektrallinien ausgewählt. Die Laserstrahlung hat eine spektrale Linienbreite Δω, als Abstand zwischen der in der Kurve gezeigten Halbwertsbreite. Wenn die Laserausgabe stabil ist, bleibt sie mehrere Stunden lang innerhalb eines Spektrallinienbereichs.
Die Anregungsfrequenz des stabilen Lasers driftet alle 5–10 Minuten um mehrere MHz an der genauen Position in der Verstärkungslinienbreite, aber sie ist zu jeder Zeit kleiner als 100 kHz.
Wenn der Laser nicht im CW-Modus arbeitet, kann die Spektrallinienbreite des Lasers (blaue Kurve) erheblich verbreitert werden, muss jedoch durch Ändern des Tastverhältnisses mit einem PWM-Signal moduliert werden.
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