雷射線寬

雷射線寬，雷射光源發射光譜的半高全寬，即達到峰值一半高度（有時也取1/e），所對應的兩個頻率中間的寬度。

基本介紹

• 中文名：雷射線寬
• 所屬學科：光學
• 定義：達到峰值一半高度（有時也取1/e），所對應的兩個頻率中間的寬度

簡介

光從雷射器中射出，雷射起振後,會有一個或多個縱模產生,每個縱模的頻率的範圍就是雷射的線寬。注意每個縱模的頻率寬度和縱模之間的間隔是兩個不同的概念,縱模間隔是相鄰兩個縱模中心頻率的差值。雷射線寬由諧振腔的品質因數決定,腔的品質因數越高,雷射線寬就越窄。考慮雷射介質的增益後,雷射的線寬的理論極限由增益介質的自發輻射來決定,例如對於He-Ne,其線寬的理論極限約為10^-3Hz量級。當然實際的雷射器中還有各種線寬展寬機制,使雷射線寬一般達不到其理論極限,例如對於He-Ne,溫度變化0.01度引起的模式頻率漂移約0.1MHz,實際He-Ne的雷射線寬可達到1MHz,固體雷射器中線寬可達1埃左右。

成分

關於Access Laser的CO2雷射器增益線寬和譜線寬度

增益線寬: CO2分子的頻率區間主要取決於雷射器的氣體成分。對於Access Laser而言，它在範圍是從100 MHz到250 MHz。

雷射譜線寬度: 實際在雷射輸出頻率範圍由雷射器氣體溫度、光學諧振腔和雷射器的工作模式等決定的。對於Access Laser穩定型雷射器，如Lasy-3S、 Lasy-4S、Merit-S以及Lasy-20S, 任何時刻在譜線寬度可以達到100 kHz甚至更窄。

由Access Laser Company研製的穩定型雷射器，很多頻譜的間隔大約為0.02μm. 其中每一個光譜形狀都和上圖中紅色曲線類似。

當雷射輸出時會選擇其中的一根譜線。雷射輻射會有一個譜線寬度Δω，如曲線中所示的半高寬之間的距離。當雷射穩定輸出時，它會保持在一個譜線範圍內長達幾個小時。

穩定型雷射器的激發頻率在增益線寬中在確切位置每5-10分鐘會漂移幾個MHz，但是在任何一個時刻它都是小於100 kHz的。

如果雷射器不工作在CW模式下，雷射器譜線寬度（藍色曲線）可以被顯著加寬, 但是要用PWM信號改變占空比來調製它。