Principio del laser a larghezza di linea ultra-stretta

Laser a larghezza di linea ultra-strettasono sorgenti di luce laser con larghezze di linea spettrali estremamente strette, che tipicamente raggiungono la gamma dei kHz o addirittura degli Hz, molto più piccole dei laser convenzionali (tipicamente nella gamma dei MHz). Il loro principio fondamentale è quello di sopprimere il rumore della frequenza laser e l'ampliamento della larghezza di linea attraverso vari mezzi tecnici, ottenendo così una monocromaticità e una stabilità di frequenza estremamente elevate.

Principio di funzionamento principale

1. Principio base dell'oscillazione laser:

Come i laser convenzionali,laser a larghezza di linea ultra-strettasi basano sul principio dell'emissione stimolata di radiazione e sono costituiti da un mezzo di guadagno, una cavità risonante e una sorgente di pompa. Il mezzo di guadagno subisce un'inversione di popolazione sotto l'azione della sorgente della pompa e l'oscillazione laser viene generata attraverso la selezione della frequenza della cavità risonante.

2. Tecnologie principali di compressione della larghezza di linea:

Design della cavità risonante ultra lunga: aumentando la lunghezza della cavità risonante (ad esempio, utilizzando una cavità anulare o una cavità anulare in fibra), il percorso ottico più lungo migliora la selettività della frequenza e sopprime le componenti di frequenza fuori risonanza.

Cavità risonante ad alto Q: l'utilizzo di componenti ottici a bassa perdita (come fibre a bassissima perdita e lenti ad alta riflettività) per costruire una cavità risonante di alta qualità (Q) riduce l'ampliamento della larghezza di linea causato dalle perdite intracavità. Tecnologia di stabilizzazione attiva della frequenza: utilizzando le tecniche PLL (phase-locked loop) e Pound-Drever-Hall (PDH), la frequenza laser è bloccata su uno standard di riferimento ad alta stabilità (come linee di transizione atomica, etaloni di Fabry-Perot e reticoli in fibra di Bragg), compensando la deriva della frequenza in tempo reale.

Soppressione della sorgente di rumore: una sorgente di pompa a basso rumore, il controllo della temperatura e un design resistente agli urti vengono utilizzati per ridurre l'interferenza con la frequenza laser da fattori esterni come vibrazioni meccaniche, fluttuazioni di temperatura e rumore corrente.

Optronica della scatolapuò fornire 1064 nm e 1550 nmLaser a fibra CW con larghezza di linea ultrastretta ≤ 3 kHz.