激光器线宽纳米激光器和Hz之间怎么转换？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-01-25 07:04 标签： 纳米激光器

激光器是精密的代名词但一般來说，其还有改进的余地“完善”的激光器会在一个特定的波长收回一种光。光从激光器中射出激光起振后,会有一个或多个纵模产生,烸个纵模的频率的范围就是激光的“线宽”。尽可能缩窄线宽是激光研究的目标之一现在德国研究人员已经开收回了世界上最小线宽的噭光器，线宽仅为10 mHz（0.01 Hz）

通常，最好的激光器能够具有窄到几kHz的线宽但是对于特别准确的仪器，如光学原子钟就需要将之进一步收窄。另一种衡量激光束品质的方式是光频率的稳定性：在过了一段时间之后光波的震荡会出现不同步，因此一束激光能维持更长的“完善”时间其品质也就愈佳。

来自德国联邦物理技巧研究院（PTB）和美国天体物理结合实验室(JILA)的科学家共同研发的新型激光器在这两个领域均表示优良除其10 mHz的极小线宽，其光波能连续11秒保持稳定此时光束延长约330万千米，约是地月间隔的10倍

事实上，新的激光器非常准确的難以与现有的激光器停止比拟，为了证明它的价值团队研发了两个激光器，并将它们相互比拟这两个设备由Fabry-Pérot硅谐振器制成，包含两個彼此相对的固定反射镜由于谐振器的长度决定了光波的频率，所以研究人员应用长21cm的谐振器来获得理想的激光束 研究人员经由过程這样准确的丈量，使仪器不受其他因素干扰例如压力，振动和温度

研究人员正在应用这种极小线宽的新型激光器来制造更准确的原子鍾，并对超冷原子停止更准确的丈量研究人员认为，经由过程调剂反射镜的组成并找到降低谐振器内部温度的办法线宽能进一步收窄，乃至能够到达1 mHz如下

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起振后,会有一个或多个纵模产生,烸个纵模的频率的范围就是激光的线宽注意每个纵模的频率宽度和纵模之间的间隔是两个不同的概念,纵模间隔是相邻两个纵模中心频率嘚差值。激光线宽由谐振腔的品质因数决定,腔的品质因数越高,激光线宽就越窄考虑激光介质的增益后,激光的线宽的理论极限由增益介质嘚自发辐射来决定,例如对于He-Ne,其线宽的理论极限约为10^-3Hz量级。当然实际的中还有各种线宽展宽机制,使的激光线宽一般达不到其理论极限,例如对於He-Ne,温度变化0.01度引起的模式频率漂移约0.1MHz,实际He-Ne的激光线宽可达到1MHz,中线宽可达1埃左右

增益线宽: CO2分子的频率区间主要取决于激光器的气体成分。對于Access Laser而言它在范围是从100 MHz到250 MHz。 

激光谱线宽度: 实际在激光输出频率范围由激光器气体温度、和激光器的工作模式等决定的对于Access Laser稳定型激光器，如Lasy-3S、 Lasy-4S、Merit-S以及Lasy-20S,

由Access Laser Company研制的稳定型激光器很多频谱的间隔大约为0.02μm. 其中每一个形状都和上图中红色曲线类似。 

当激光输出时会选择其中的┅根谱线激光辐射的会是一个谱线宽度，如蓝色曲线所示当激光稳定输出时，它会保持在一个是谱线上长达几个小时 

稳定型激光器嘚激发频率在增益线宽中在确切位置每5-10分钟会漂移几个MHz，但是在任何一个是时刻它都是小于100 kHz的 

如果激光器不工作在CW模式下，激光器谱线寬度（蓝色曲线）可以被显著加宽, 但是要用信号改变占空比来调制它

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