Linienbreiteneigenschaften von Einzelfrequenz-Faserlasern

Einzelfrequenz-Faserlaser haben eine sehr schmale Grenzlinienbreite mit einer Lorentzschen Spektrallinienform, die sich deutlicher von Einzelfrequenz-Halbleitern unterscheidet. Der Grund dafür ist, dass Einzelfrequenz-Faserlaser längere Laserresonanzhohlräume und längere Photonenlebensdauern innerhalb des Hohlraums haben. Dies bedeutet, dass Einzelfrequenz-Faserlaser ein geringeres Phasen- und Frequenzrauschen aufweisen als Einzelfrequenz-Halbleiterlaser.
Die Ergebnisse des Linienbreitentests von Einzelfrequenz-Faserlasern hängen mit der Integrationszeit zusammen. Diese Integrationszeit ist oft schwer zu verstehen. Tatsächlich kann sie einfach als „Beobachtungstest“ der Einzelfrequenz-Faserlaserzeit verstanden werden, in der wir die Frequenz messen, um das spektrale Phasenrauschen zu messen und die Linienbreite zu berechnen. Nehmen wir als Beispiel das selbstabsorbierende Nichtgleichgewichts-MZ-Interferometer, die Länge der Verzögerungsfaser beträgt 50 km, der Brechungsindex des Singlemode-Faserkerns wird mit 1,5 angenommen, die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt also 3x108 m/s Das Licht in einer Singlemode-Faserübertragung von etwa 1 Meter erzeugt eine Verzögerung von etwa 4,8 ns, nach 50 km der Faser entspricht dies einer Verzögerung von 240 us.
Nehmen wir den zu testenden Single-Frequency-Laser nach dem 1:1-Optikteiler und stellen uns ihn in zwei Knüppel mit identischen Eigenschaften vor, wobei einer der Knüppel 240 µs länger lief als der andere, als die beiden Knüppel und dann durch den zweiten 1:1-Optikteiler Koppler verschmelzen, 240us mehr als ein Billet mit Phasenrauschen, aufgrund des Einflusses des Phasenrauschens, wieder zusammengeführter Einzelfrequenzlaser und nicht ausgelöst, bevor der Zustand des Lasers mit dem Zustand des Lasers verglichen wird Es gibt eine gewisse Breite im Spektrum Etwas professioneller wird dieser Prozess als Phasenrauschmodulation bezeichnet, da die Modulation durch die Ausbreitung des bilateralen Bandes verursacht wird, sodass die Breite des Phasenrauschspektrums mit der Linienbreite eines Einzelfrequenzlasers gemessen werden soll. Um die spektrale Breite dieser Verbreiterung im Spektrum zu berechnen, müssen Integrationsmittel verwendet werden, daher wird diese Zeit als Integrationszeit bezeichnet.
Durch die obige Erklärung werden wir in der Lage sein zu verstehen, dass zwischen der „Integrationszeit“ und der Linienbreite der Einzelfrequenz-Faserlasermessung ein Zusammenhang bestehen muss. Je kürzer die „Integrationszeit“ ist, desto geringer ist der Effekt des durch die Aufteilung verursachten Phasenrauschens, desto schmaler ist die Messlinienbreite des Einzelfrequenz-Faserlasers.
Anders ausgedrückt: Was beschreibt die Linienbreite? Es handelt sich um das Frequenzrauschen und Phasenrauschen des Einfrequenzlasers. Diese Geräusche gab es schon immer. Je länger die kumulative Zeit, desto offensichtlicher ist das Rauschen. Je länger das Frequenzrauschen und Phasenrauschen des Einzelfrequenz-Faserlasers im „Beobachtungstest“ ist, desto größer ist die gemessene Linienbreite. Natürlich ist die hier genannte Zeit tatsächlich sehr kurz, z. B. Nanosekunden, Mikrosekunden, Millisekunden, bis zur zweiten Ebene, bei der es sich um eine vernünftige Testmessung von zufälligem Rauschen handelt.
Je schmaler die spektrale Linienbreite eines Einzelfrequenz-Faserlasers ist, desto sauberer und schöner ist das Spektrum im Zeitbereich, mit einem sehr hohen Side Mode Suppression Ratio (SMSR) und umgekehrt. Die Beherrschung dieses Punktes kann in Abwesenheit von Linienbreitentestbedingungen zur Bestimmung der Einzelfrequenzleistung von Einzelfrequenzlasern erfolgen, natürlich aufgrund des Spektrometers (OSA) seiner eigenen technischen Prinzipien sowie der Auflösungsbeschränkungen, Einzelfrequenzlaser. Frequenzfaserlaserspektren können ihr Phasenrauschen und Frequenzrauschen nicht quantitativ oder genau wiedergeben. Diese Beurteilung ist ziemlich grob und führt manchmal zu falschen Ergebnissen.
Die tatsächliche Linienbreite von Einzelfrequenz-Halbleiterlasern ist im Allgemeinen höher als die von Einzelfrequenz-Faserlasern. Obwohl einige Hersteller von Einzelfrequenz-Halbleiterlasern die Linienbreite sehr schön erwähnen, zeigt der tatsächliche Test, dass Einzelfrequenz-Halbleiterlaser Als Einzelfrequenz-Faserlaser ist die Linienbreite der Einzelfrequenz-Faserlaser breiter als die Frequenzrauschen- und Phasenrauschindikatoren, was zu einer Entscheidung über die Resonanzhohlraumstruktur und -länge eines Einzelfrequenzlasers führt . Natürlich führt die kontinuierliche Weiterentwicklung der Einzelfrequenz-Halbleitertechnologie durch eine starke Vergrößerung der Länge des äußeren Hohlraums zu einer Verlängerung der Photonenlebensdauer, einer Phasensteuerung, einer Verbesserung der durch den Schwellenwert gebildeten Stehwellenbedingungen im Resonanzhohlraum und anderen Möglichkeiten, die Phase kontinuierlich zu hemmen Rauschen, wodurch die Linienbreite des Einzelfrequenz-Halbleiterlasers verringert wird. In unseren künftigen Produkttechnik-Seminaren werden wir die Single-Frequency-Halbleiterlaser-Technologie vorstellen.