Karakteristik Linewidth Laser Serat Frekuensi Tunggal

Laser serat frekuensi tunggal memiliki batas lebar garis yang sangat sempit, dan bentuk garis spektralnya adalah tipe Lorentz, yang sangat berbeda dari semikonduktor frekuensi tunggal. Alasannya adalah laser serat frekuensi tunggal memiliki rongga resonansi laser yang lebih panjang dan masa pakai foton yang lebih lama di dalam rongga tersebut. Ini berarti bahwa laser serat frekuensi tunggal memiliki derau fase dan derau frekuensi yang lebih rendah dibandingkan laser semikonduktor frekuensi tunggal.

Hasil pengujian linewidth laser serat frekuensi tunggal terkait dengan waktu integrasi. Masa integrasi ini seringkali sulit untuk dipahami. Faktanya, hal ini dapat secara sederhana dipahami sebagai waktu untuk "mengamati dan menguji" laser serat frekuensi tunggal. Selama waktu ini, kami mengukur kebisingan fase spektrum dengan mengalahkan frekuensi untuk menghitung lebar saluran. Mengambil contoh interferometer M-Z non-ekuilibrium heterodyne sebagai contoh, panjang serat tunda adalah 50 km, indeks bias inti serat mode tunggal diasumsikan 1,5, dan kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 3x108 meter/detik, kemudian cahaya dalam serat mode tunggal Penundaan sekitar 4,8ns dihasilkan untuk setiap 1 meter transmisi, yang setara dengan penundaan 240us setelah 50 km serat optik.

Mari kita bayangkan laser frekuensi tunggal yang akan diuji menjadi dua klon dengan karakteristik yang persis sama setelah melewati pembagi optik 1:1. Salah satu klon berjalan 240us lebih lama dari yang lain. Saat kedua klon melewati 1 :1 kedua Saat penggandeng optik digabungkan, klon yang berjalan 240us lebih lama membawa gangguan fase. Karena pengaruh kebisingan fase, laser frekuensi tunggal setelah rekombinasi memiliki lebar spektrum tertentu dibandingkan dengan keadaan sebelum dimulai. Untuk membuatnya lebih profesional, proses ini disebut modulasi kebisingan fase. Karena pelebaran yang disebabkan oleh modulasi adalah pita sisi ganda, lebar spektrum gangguan fase adalah dua kali lebar garis laser frekuensi tunggal yang akan diukur. Untuk menghitung luas spektrum yang diperluas pada spektrum tersebut diperlukan integrasi, sehingga waktu ini disebut waktu integrasi.

Melalui penjelasan di atas, kita dapat memahami bahwa pasti ada hubungan antara "waktu integrasi" dan lebar garis yang diukur dari laser serat frekuensi tunggal. Semakin pendek "waktu integrasi", semakin kecil dampak kebisingan fase yang disebabkan oleh klon, dan semakin sempit lebar garis pengukuran laser serat frekuensi tunggal.

Untuk memahaminya dari sudut lain, apa yang dijelaskan oleh lebar garis? adalah derau frekuensi dan derau fase dari laser frekuensi tunggal. Suara-suara ini sendiri selalu ada, dan semakin lama suara tersebut terakumulasi, semakin jelas suara tersebut. Oleh karena itu, semakin lama "uji observasi" derau frekuensi dan derau fase dari laser serat frekuensi tunggal, semakin besar lebar garis yang diukur. Tentu saja waktu yang disebutkan di sini sebenarnya sangat singkat, seperti nanodetik, mikrodetik, milidetik, atau hingga level kedua. Ini adalah akal sehat dalam menguji dan mengukur kebisingan acak.

Semakin sempit lebar garis spektrum laser serat frekuensi tunggal, spektrum dalam domain waktu akan semakin bersih dan indah, dengan rasio penekanan mode sisi (SMSR) yang sangat tinggi, dan sebaliknya. Menguasai poin ini dapat menentukan kinerja frekuensi tunggal laser frekuensi tunggal ketika kondisi pengujian lebar garis tidak tersedia. Tentu saja, karena prinsip teknis dan keterbatasan resolusi spektrometer (OSA), spektrum laser serat frekuensi tunggal tidak dapat mencerminkan kinerjanya secara kuantitatif atau akurat. Penilaian kebisingan fase dan kebisingan frekuensi cukup kasar dan terkadang memberikan hasil yang salah.

Lebar garis sebenarnya dari laser semikonduktor frekuensi tunggal umumnya lebih tinggi dibandingkan dengan laser serat frekuensi tunggal. Meskipun beberapa produsen mengedepankan indikator lebar garis laser semikonduktor frekuensi tunggal dengan sangat baik, pengujian sebenarnya menunjukkan bahwa batas lebar garis laser semikonduktor frekuensi tunggal lebih tinggi daripada laser semikonduktor frekuensi tunggal. Laser serat frekuensi harus lebar, dan indikator kebisingan frekuensi dan kebisingan fase juga harus buruk, yang ditentukan oleh struktur dan panjang rongga resonansi laser frekuensi tunggal. Tentu saja, teknologi semikonduktor frekuensi tunggal yang terus berkembang terus menekan gangguan fase dan mempersempit lebar garis laser semikonduktor frekuensi tunggal dengan meningkatkan panjang rongga eksternal, memperpanjang masa pakai foton, mengontrol fase, dan menaikkan ambang batas untuk terbentuknya kondisi gelombang berdiri pada resonator.