Laser tần số đơn có chiều rộng đường hẹp có vai trò không thể thay thế trong các lĩnh vực đo lường chính xác, truyền thông quang học và cảm biến do độ tinh khiết phổ cao và ổn định tần số.

1. Cốt lõi của laser tần số đơn hẹp nằm ở việc đạt được dao động chế độ dọc duy nhất và giữ tần số ổn định của laser đầu ra. Các công nghệ chính của nó bao gồm:

Cơ chế lựa chọn khuôn dọc đơn:

Cấu trúc phản hồi phân tán (DFB): Phản xạ chọn lọc được cung cấp thông qua raster Prague, chỉ cho phép rung ở bước sóng cụ thể (chế độ dọc).

Phản hồi khoang bên ngoài (ECL): Sử dụng gương bên ngoài hoặc lưới sợi quang để tạo thành một khoang ngắn, ức chế cạnh tranh đa chế độ.

Chất hấp thụ bão hòa (như gương hấp thụ bão hòa bán dẫn SAS): Tự động ức chế nhiễu đa chế độ và ổn định đầu ra tần số đơn.

Công nghệ ổn định tần số:

Kiểm soát phản hồi chủ động: Theo dõi sự thay đổi tần số trong thời gian thực thông qua các mô-đun đo tần số như phát hiện tần số chụp hoặc phổ hấp thụ phân tử và điều chỉnh chiều dài khoang hoặc dòng điện.

Kiểm soát nhiệt độ thụ động: Sử dụng bể nhiệt độ không đổi hoặc bộ làm lạnh nhiệt điện (TEC) để giảm tác động của biến động nhiệt độ môi trường xung quanh đối với chỉ số khúc xạ.

Nguồn chiều rộng đường hẹp: Chiều rộng đường hẹp có thể được ép bằng cách kéo dài chiều dài khoang hoặc tăng độ phản xạ.

2. Hiệu suất ổn định của laser tần số đơn hẹp:

(1) Tần số ổn định

Độ ổn định ngắn hạn: do biến động chiều dài khoang, tiếng ồn hiện tại, v.v., chiều rộng đường ngắn điển hình có thể đạt đến thang đo kHz.

Độ ổn định lâu dài: Độ trôi tần số từ phút đến giờ<1 MHz có thể đạt được thông qua phản hồi tích cực hoặc kiểm soát nhiệt độ.

Độ nhạy môi trường: Sự thay đổi nhiệt độ có thể dẫn đến tần số dịch chuyển GHz, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác.

(2) Ổn định điện

Biến động công suất đầu ra thường<0,1% (RMS) và có thể được ức chế hơn nữa thông qua mạch APC (điều khiển công suất tự động).

(3) Khả năng chống nhiễu

Chế độ ức chế cạnh tranh: Đảm bảo đầu ra tần số đơn bằng cách thiết kế một ngưỡng tăng cao khác biệt để ức chế cạnh.

Cách ly nhiễu bên ngoài: Các biện pháp như nền tảng cách ly rung và nhiễu điện từ được che chắn (EMI) được sử dụng để giảm tác động của tiếng ồn môi trường.