Jednofrekvenčné vláknové lasery majú veľmi úzku limitnú šírku čiary a ich tvar spektrálnej čiary je Lorentzovho typu, ktorý sa výrazne líši od jednofrekvenčných polovodičov. Dôvodom je, že jednofrekvenčné vláknové lasery majú dlhšie laserové rezonančné dutiny a dlhšiu životnosť fotónov v dutine. To znamená, že jednofrekvenčné vláknové lasery majú nižší fázový a frekvenčný šum ako jednofrekvenčné polovodičové lasery.
Výsledky testu šírky čiary jednofrekvenčných vláknových laserov súvisia s integračným časom. Tento čas integrácie je často ťažko pochopiteľný. V skutočnosti to možno jednoducho chápať ako čas na „pozorovanie a testovanie“ jednofrekvenčného vláknového lasera. Počas tejto doby meriame fázový šum spektra tepovou frekvenciou, aby sme vypočítali šírku čiary. Ak vezmeme ako príklad heterodynový nerovnovážny interferometer M-Z, dĺžka oneskorovacieho vlákna je 50 km, index lomu jadra vlákna s jedným režimom sa považuje za 1,5 a rýchlosť svetla vo vákuu je 3 x 108 metrov za sekundu, potom svetlo v jednovidovom vlákne Na každý 1 meter prenosu sa generuje oneskorenie približne 4,8 ns, čo zodpovedá oneskoreniu 240 us po 50 km optického vlákna.
Predstavme si, že testovaný jednofrekvenčný laser sa po prechode cez optický splitter 1:1 stanú dvoma klonmi s presne rovnakými vlastnosťami. Jeden z klonov beží o 240 us dlhšie ako druhý. Keď dva klony prejdú cez druhý 1:1 Keď sa spojí optická spojka, klon, ktorý beží o 240 us dlhšie, nesie fázový šum. Vplyvom fázového šumu má jednofrekvenčný laser po rekombinácii určitú šírku v spektre v porovnaní so stavom pred spustením. Odbornejšie povedané, tento proces sa nazýva modulácia fázového šumu. Pretože rozšírenie spôsobené moduláciou je dvojité postranné pásmo, šírka spektra fázového šumu je dvojnásobkom šírky čiary jednofrekvenčného lasera, ktorý sa má merať. Na výpočet šírky rozšíreného spektra na spektre je potrebná integrácia, preto sa tento čas nazýva integračný čas.
Prostredníctvom vyššie uvedeného vysvetlenia môžeme pochopiť, že musí existovať vzťah medzi „časom integrácie“ a nameranou šírkou čiary jednofrekvenčného vláknového lasera. Čím kratší je „integračný čas“, tým menší je vplyv fázového šumu spôsobeného klonom a tým užšia je šírka meracej čiary jednofrekvenčného vláknového lasera.
Aby sme to pochopili z iného uhla pohľadu, čo opisuje šírka čiary? sú frekvenčný šum a fázový šum jednofrekvenčného lasera. Tieto zvuky vždy existujú a čím dlhšie sa hromadia, tým je hluk zreteľnejší. Preto čím dlhšie trvá „pozorovací test“ frekvenčného šumu a fázového šumu jednofrekvenčného vláknového lasera, tým väčšia bude nameraná šírka čiary. Samozrejme, čas, ktorý sa tu spomína, je v skutočnosti veľmi krátky, napríklad nanosekundy, mikrosekundy, milisekundy alebo až do druhej úrovne. To je zdravý rozum pri testovaní a meraní náhodného šumu.
Čím užšia je šírka čiary spektra jednofrekvenčného vláknového lasera, tým čistejšie a krajšie bude spektrum v časovej oblasti s extrémne vysokým pomerom potlačenia bočného režimu (SMSR) a naopak. Zvládnutie tohto bodu môže určiť jednofrekvenčný výkon jednofrekvenčných laserov, keď nie sú k dispozícii podmienky testovania šírky čiary. Samozrejme, vzhľadom na technické princípy a obmedzenia rozlíšenia spektrometra (OSA), spektrum jednofrekvenčných vláknových laserov nemôže kvantitatívne alebo presne odrážať jeho výkon. Posúdenie fázového a frekvenčného šumu je dosť hrubé a niekedy vedie k nesprávnym výsledkom.
Skutočná šírka čiary jednofrekvenčných polovodičových laserov je vo všeobecnosti vyššia ako u jednofrekvenčných vláknových laserov. Hoci niektorí výrobcovia uvádzajú indikátory šírky čiary jednofrekvenčných polovodičových laserov veľmi krásne, skutočné testy ukazujú, že limitná šírka čiary jednofrekvenčných polovodičových laserov je vyššia ako u jednofrekvenčných polovodičových laserov. Frekvenčný vláknový laser musí byť široký a jeho indikátory frekvenčného šumu a fázového šumu musia byť tiež slabé, čo je určené štruktúrou a dĺžkou rezonančnej dutiny jednofrekvenčného lasera. Samozrejme, neustále sa rozvíjajúca technológia jednofrekvenčných polovodičov naďalej potláča fázový šum a zužuje šírku čiary jednofrekvenčných polovodičových laserov výrazným zväčšením dĺžky vonkajšej dutiny, predĺžením životnosti fotónov, riadením fázy a zvýšením prahu pre vznik podmienok stojatej vlny v rezonátore.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Čína moduly optických vlákien, výrobcovia laserov spojených s vláknom, dodávatelia laserových komponentov Všetky práva vyhradené.
