تقليل عرض خط الليزر

تقليلعرض خط الليزر

يرتبط عرض خط الليزر ارتباطًا مباشرًا بنوعه. ويمكن تقليل عرض خط الليزر إلى أدنى حد ممكن من خلال تحسين تصميم الليزر وتقليل تأثير الضوضاء الخارجية قدر الإمكان. وتتمثل الخطوة الأولى في تحديد نوع الضوضاء السائد، سواء كانت ضوضاء كمومية أو ضوضاء كلاسيكية، لأن ذلك سيؤثر على القياسات اللاحقة.

عندما تكون القدرة داخل التجويف عالية، ويكون فقد الرنان منخفضًا، ويكون زمن ذهاب وإياب الرنان طويلًا، فإن الضوضاء الكمومية لـليزر(ضوضاء الانبعاث التلقائي بشكل رئيسي) لها تأثير ضئيل للغاية. قد تنتج الضوضاء الكلاسيكية عن الزحف الميكانيكي. يمكن تخفيف هذه التقلبات باستخدام رنان ليزري قصير وصغير الحجم، ولكن في بعض الأحيان، قد تُحدث تقلبات الطول تأثيرًا أقوى في الرنانات الأقصر. يمكن للتصميم الميكانيكي المُحكم أن يقلل من اقتران الرنان الليزري بالإشعاع الخارجي، ويقلل أيضًا من تأثير الانجراف الحراري. توجد أيضًا تقلبات حرارية في وسط التضخيم، ناتجة عن تقلبات قدرة الضخ.

لتحسين أداء الضوضاء، يلزم اعتماد أجهزة تثبيت نشطة أخرى، ولكن من الأفضل في البداية استخدام الطرق السلبية العملية. عرض خط ليزر الحالة الصلبة أحادي التردد وليزر الأليافيبلغ عرض الخط الطيفي عدة كيلوهرتز، وأحيانًا أقل من 1 كيلوهرتز. وباستخدام طريقة التثبيت النشط، يمكن الحصول على عرض خط طيفي أقل من 1 كيلوهرتز. عادةً ما يكون عرض الخط الطيفي لثنائيات الليزر في نطاق الميغاهرتز، ويمكن أيضًا تقليله إلى الكيلوهرتز، كما هو الحال في ليزرات الثنائيات ذات التجويف الخارجي، وخاصةً لثنائيات التغذية الراجعة البصرية ذات تجويف مرجعي عالي الدقة.

تجدر الإشارة إلى أنه في بعض الحالات،مصدر ضوء الليزرلا يلزم ذلك لإنتاج عرض ضوئي ضيق للغاية:

1. عندما يكون طول التماسك كبيرًا، فإن تأثير التماسك (نتيجةً للانعكاس الطفيلي الضعيف) يُشوّه شكل شعاع الضوء. في شاشات العرض الليزرية، قد يؤثر تأثير التبقع على جودة السطح المنعكس.

٢. عند نقل الضوء في الألياف الضوئية النشطة أو غير النشطة، تتسبب خطوط الطيف الضيقة في بعض المشاكل نتيجة لتشتت بريلوين المحفز. في هذه الحالة، يلزم زيادة عرض خط الطيف، على سبيل المثال، عن طريق تعديل تيار ليزر الديود أو باستخدام مُعدِّل ضوئي لتغيير التردد اللحظي بسرعة. يُستخدم عرض خط الطيف في حالات أخرى، كما يُستخدم لوصف عرض التلاشي الضوئي.