레이저 라인 폭 원리

레이저레이저 생성 매체에 따라 액체 레이저, 가스 레이저 및 고체 레이저로 나눌 수 있습니다. 가장 일반적인 반도체 레이저는 일종의 고체 레이저입니다.반도체 레이저전기 구동 다이오드입니다.

레이저에는 많은 매개 변수가 있지만 주요 기술 매개 변수에는 파장, 출력 전력, 작동 전압, 선 너비, 선 길이, 모양 크기, 레이저 발산 각도, 스팟 모드, 변조 모드, 이러한 주요 기술 매개 변수 만 알고, 우리는 우리가 필요로하는 레이저를 선택할 수 있습니다.

레이저 선폭, 레이저 소스에 의해 방출되는 스펙트럼의 절반 높이의 전체 너비, 즉, 피크의 절반 높이에 해당하는 두 주파수 사이의 너비 (때로는 1/ E). 레이저로부터의 빛, 레이저 진동, 하나 이상의 세로 모드가있을 것이며, 각 세로 모드의 주파수 범위는 레이저 선 폭입니다. 각 종방향 모드의 주파수 폭과 종방향 모드 사이의 간격은 두 가지 다른 개념이다. 종방향 모드 간격은 2 개의 인접한 종방향 모드의 중심 주파수 사이의 차이이다.

레이저 선폭은 공진기의 품질 계수에 의해 결정되며, 공동의 품질 계수가 높을수록 레이저 선폭이 좁아집니다. 레이저 매체의 이득을 고려한 후, 레이저의 선폭의 이론적 한계는 이득 매체의 자발적 방사선에 의해 결정된다. 예를 들어, he-Ne의 경우, 선폭의 이론적 한계는 대략 10 ^-3Hz 정도이다.

선폭은 주로 여기 원자 또는 이온의 자발적인 방출, 위상 잡음, 기계적 진동 및 공진기의 온도 지터에 의해 영향을받습니다. 라인 폭이 작을수록, 스펙트럼 순도가 높을수록, 즉, 레이저의 단색이 더 양호하다. 이러한 특성을 갖는 레이저는 보통 위상 또는 주파수 잡음이 거의 없고 상대 강도 잡음이 거의 없다. 동시에, 레이저의 라인 폭이 작을수록, 매우 긴 코히어런스 길이로 표시되는 코히어런스가 강해진다.

레이저 작업 재료의 자연 이득 선폭의 제한으로 인해 좁은 선폭 레이저의 출력은 전통적인 발진기 자체에 의해 직접 실현 될 수 없습니다. 좁은 선폭 레이저의 작동을 실현하려면 일반적으로 필터, 격자, 이득 스펙트럼에서 세로 모듈러스를 제한하거나 선택하고 각 세로 모드 사이의 순 이익 차이를 증가시켜 레이저에 몇 가지 또는 심지어 하나의 세로 모드 진동이 있도록 다른 장치 공진기. 이 과정에서 외부 환경의 진동 및 온도 변화로 인한 스펙트럼 확대를 최소화하기 위해 레이저 출력에 대한 노이즈의 영향을 제어해야하는 경우가 종종 있습니다. 그것은 또한 안정적인 좁은 선폭 레이저 출력을 달성하기 위해 잡음의 근원을 이해하고 레이저의 설계를 최적화하기 위해 위상 또는 주파수 잡음 스펙트럼 밀도의 분석과 결합 될 수 있습니다.