مبدأ عرض خط الليزر

ليزريمكن تقسيمها إلى ليزر سائل ، ليزر غاز ، وليزر صلب وفقًا لوسط توليد الليزر. ليزر أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا هو نوع من ليزر الحالة الصلبة.ليزر شبه موصلهي الثنائيات التي تعمل بالكهرباء.

يحتوي الليزر على الكثير من المعلمات ، ولكن المعايير الفنية الرئيسية تشمل: الطول الموجى ، طاقة الخرج ، جهد العمل ، عرض الخط ، طول الخط ، حجم الشكل ، زاوية انحراف الليزر ، وضع البقعة ، وضع التعديل ، فقط تعرف هذه المعلمات التقنية الرئيسية ، يمكننا اختيار الليزر الذي نحتاجه.

عرض خط الليزر ، العرض الكامل لنصف ارتفاع الطيف المنبعث من مصدر الليزر ، أي ، العرض بين الترددين المطابق لنصف ارتفاع الذروة (أحيانًا أيضًا 1/ E). ضوء من الليزر ، اهتزاز الليزر ، سيكون هناك واحد أو أكثر من الأوضاع الطولية ، ونطاق التردد لكل وضع طولي هو عرض خط الليزر. لاحظ أن عرض التردد لكل وضع طولي والفاصل الزمني بين الأوضاع الطولية هما مفهومان مختلفان. الفاصل الزمني للوضع الطولي هو الفرق بين الترددات المركزية لوضعين طوليين متجاورين.

يتم تحديد عرض خط الليزر بواسطة عامل جودة جهاز الرنان ، وكلما زاد عامل جودة التجويف ، أضيق عرض خط الليزر. بعد النظر في اكتساب وسط الليزر ، يتم تحديد الحد النظري لعرض خطي الليزر بواسطة الإشعاع التلقائي لوسط الكسب. على سبيل المثال ، بالنسبة لـ he-Ne ، فإن الحد النظري لعرض الخط هو حول ترتيب 10 ^-3Hz.

يتأثر عرض الخط بشكل رئيسي بالانبعاث التلقائي للذرات أو الأيونات المتحمسة ، وضوضاء الطور ، والاهتزاز الميكانيكي ، ودرجة حرارة مرنان. كلما كان عرض الخط أصغر ، كلما زاد النقاء الطيفي ، أي ، كلما كان أحادي اللون من الليزر أفضل. الليزر مع هذه الخصائص عادة ما يكون ضجيج المرحلة أو التردد قليلا جدا والضوضاء الكثافة النسبية قليلا جدا. في الوقت نفسه ، كلما صغر عرض خط الليزر ، كلما كان التماسك أقوى ، والذي يظهر كطول تماسك طويل للغاية.

بسبب محدودية عرض خط الكسب الطبيعي للمواد العاملة بالليزر ، يصعب تحقيق خرج ليزر الخط الضيق مباشرة بواسطة المذبذب التقليدي نفسه. لتحقيق تشغيل الليزر ذو الخطوط الضيقة ، من الضروري عادة استخدام المرشحات ، حواجز شبكية ، وأجهزة أخرى للحد من أو تحديد المعامل الطولي في طيف الكسب وزيادة فرق الربح الصافي بين كل وضع طولي بحيث يكون هناك تذبذب وضع طولي واحد فقط في الليزر رنان. في هذه العملية ، غالبًا ما يكون من الضروري التحكم في تأثير الضوضاء على خرج الليزر لتقليل توسيع الطيف الناتج عن الاهتزاز وتغير درجة الحرارة في البيئة الخارجية ؛ في نفس الوقت ، يمكن أيضًا دمجه مع تحليل كثافة الضوضاء الطيفي أو التردد لفهم مصدر الضوضاء وتحسين تصميم الليزر ، لتحقيق خرج ليزر ضيق ثابت.