اندازه گیری پهنای خط باریک برای دیود لیزر

اگرچه طیف و طیف هر دو طیف الکترومغناطیسی هستند، روش های آنالیز و ابزارهای آزمایش طیف و طیف به دلیل تفاوت فرکانس کاملاً متفاوت است. حل برخی از مسائل در حوزه نوری دشوار است، اما حل آنها با تبدیل فرکانس به حوزه الکتریکی آسانتر است.
به عنوان مثال، طیف سنج با استفاده از توری پراش روبشی به عنوان فیلتر انتخابی فرکانس، بیشترین استفاده را در طیف‌سنج‌های تجاری در حال حاضر دارد. محدوده اسکن طول موج آن گسترده (1 میکرون) و محدوده دینامیکی بزرگ (بیش از 60 دسی بل) است. با این حال، وضوح طول موج به حدود یک دوجین پیکومتر (> 1 گیگاهرتز) محدود شده است. اندازه گیری مستقیم طیف لیزر با عرض خط مگاهرتز با استفاده از چنین طیف سنج غیرممکن است. در حال حاضر، DFB و DBR غیرممکن است. پهنای خط لیزرهای نیمه هادی به ترتیب 10 مگاهرتز است و پهنای خط لیزرهای فیبر با استفاده از فناوری حفره خارجی می تواند کمتر از مرتبه کیلوهرتز باشد. بهبود بیشتر پهنای باند تفکیک طیف سنج ها و تحقق تحلیل طیفی لیزرهای با پهنای خط بسیار باریک بسیار دشوار است. با این حال، این مشکل را می توان به راحتی با هترودین نوری حل کرد.
در حال حاضر، هر دو شرکت Agilent و R&S دارای طیف نگار با پهنای باند وضوح 10 هرتز هستند. طیف نگارهای بلادرنگ نیز می توانند وضوح را تا 0.1 مگاهرتز افزایش دهند. در تئوری، فناوری هترودین نوری می تواند برای حل مشکل اندازه گیری و تجزیه و تحلیل طیف لیزری با پهنای خط میلی هرتز استفاده شود. تاریخچه توسعه فناوری تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی هتروداین نوری بررسی می‌شود، چه روش هتروداین نوری دو پرتو یا روش هتروداین نوری تک پرتو برای لیزرهای DFB. روش هترودین سفید با تاخیر لیزرهای تنظیم‌شده و اندازه‌گیری دقیق پهنای خط طیفی باریک همگی با تجزیه و تحلیل طیف محقق می‌شوند. طیف دامنه نوری به حوزه فرکانس متوسط ​​منتقل می شود که به راحتی توسط فناوری هترودین نوری قابل کنترل است. وضوح تحلیلگر طیف دامنه الکتریکی به راحتی می تواند به مرتبه کیلوهرتز یا حتی هرتز برسد. برای تحلیلگر طیف فرکانس بالا، بالاترین وضوح به 0.1 مگاهرتز رسیده است، بنابراین حل آن آسان است. اندازه‌گیری و آنالیز طیف‌سنجی لیزری با پهنای خط باریک، که مشکلی است که با آنالیز طیفی مستقیم قابل حل نیست، دقت آنالیز طیفی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.
کاربردهای لیزرهای با عرض خط باریک:
1. سنسور فیبر نوری برای خط لوله نفت.
2. سنسورهای صوتی و هیدروفون.
3. Lidar، محدوده و سنجش از دور.
4. ارتباط نوری منسجم.
5. طیف سنجی لیزری و اندازه گیری جذب اتمسفر.
6. منبع بذر لیزر.