激光線寬

激光起振后,會(huì)有一個(gè)或多個(gè)縱模產(chǎn)生,每個(gè)縱模的頻率的范圍就是激光的線寬。注意每個(gè)縱模的頻率寬度和縱模之間的間隔是兩個(gè)不同的概念,縱模間隔是相鄰兩個(gè)縱模中心頻率的差值。激光線寬由諧振腔的品質(zhì)因數(shù)決定,腔的品質(zhì)因數(shù)越高,激光線寬就越窄?？紤]激光介質(zhì)的增益后,激光的線寬的理論極限由增益介質(zhì)的自發(fā)輻射來(lái)決定,例如對(duì)于He-Ne,其線寬的理論極限約為10^-3Hz量級(jí)。當(dāng)然實(shí)際的激光器中還有各種線寬展寬機(jī)制,使的激光線寬一般達(dá)不到其理論極限,例如對(duì)于He-Ne,溫度變化0.01度引起的模式頻率漂移約0.1MHz,實(shí)際He-Ne的激光線寬可達(dá)到1MHz,固體激光器中線寬可達(dá)1埃左右。

關(guān)于Access Laser的CO2激光器增益線寬和譜線寬度
 

增益線寬: CO2分子的頻率區(qū)間主要取決于激光器的氣體成分。對(duì)于Access Laser而言，它在范圍是從100 MHz到250 MHz。 

激光譜線寬度: 實(shí)際在激光輸出頻率范圍由激光器氣體溫度、光學(xué)諧振腔和激光器的工作模式等決定的。對(duì)于Access Laser穩(wěn)定型激光器，如Lasy-3S、 Lasy-4S、Merit-S以及Lasy-20S, 任何時(shí)刻在譜線寬度可以達(dá)到100 kHz甚至更窄。  

由Access Laser Company研制的穩(wěn)定型激光器，很多頻譜的間隔大約為0.02μm. 其中每一個(gè)光譜形狀都和上圖中紅色曲線類似。 

當(dāng)激光輸出時(shí)會(huì)選擇其中的一根譜線。激光輻射的會(huì)是一個(gè)譜線寬度，如藍(lán)色曲線所示。當(dāng)激光穩(wěn)定輸出時(shí)，它會(huì)保持在一個(gè)是譜線上長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)。 

穩(wěn)定型激光器的激發(fā)頻率在增益線寬中在確切位置每5-10分鐘會(huì)漂移幾個(gè)MHz，但是在任何一個(gè)是時(shí)刻它都是小于100 kHz的。 

如果激光器不工作在CW模式下，激光器譜線寬度（藍(lán)色曲線）可以被顯著加寬, 但是要用PWM信號(hào)改變占空比來(lái)調(diào)制它。