Sainmhíniú ar Líneáil i Léasair

Tagraíonn líneathrú léasair, go háirithe léasair aon-minicíochta, do leithead a speictrim (leithead iomlán go hiondúil ag leath uasta, FWHM). Níos cruinne, is é leithead an dlús speictreach cumhachta réimse leictrigh, arna shloinneadh i dtéarmaí minicíochta, tonnuimhir, nó tonnfhad. Tá dlúthbhaint ag líneáil léasair le comhleanúnachas ama agus is sainairíonna é am comhleanúnachais agus fad comhleanúnachais. Má théann an chéim faoi athrú gan teorainn, cuireann torann céime leis an líne athrú; is é seo an cás le oscillators saor in aisce. (Is é an toradh a bhíonn ar luaineachtaí céime atá teoranta d'eatramh céime an-bheag ná líne athrú nialasach agus roinnt cliathbhoscaí torainn.) Cuireann aistrithe sa chuas athshondach leis an líne athrú freisin agus braitheann sé ar an am tomhais. Tugann sé seo le fios nach féidir leis an líneáil amháin, nó fiú cruth speictreach inmhianaithe (línechruth), an fhaisnéis iomlán a sholáthar faoin speictream léasair.

II. Tomhas Léasair Léasair

Is féidir go leor teicnící a úsáid chun líneáil léasair a thomhas:

1. Nuair a bhíonn an líneáil sách mór (>10 GHz, nuair a ascalaíonn modhanna iolracha i gcuasanna athshondacha léasair iolracha), is féidir é a thomhas trí úsáid a bhaint as speictriméadar traidisiúnta a úsáideann gríl díraonta. Mar sin féin, tá sé deacair réiteach ardmhinicíochta a fháil ag baint úsáide as an modh seo.

2. Is é modh eile ná idirdhealaitheoir minicíochta a úsáid chun luaineachtaí minicíochta a thiontú i luaineachtaí déine. Is féidir leis an idirdhealaitheoir a bheith ina idirferometer neamhchothrom nó ina chuas tagartha ard-chruinneas. Tá réiteach teoranta ag an modh tomhais seo freisin.

3. Is gnách go n-úsáideann léasair aon-minicíochta modh féin-heterodyne, a thaifeadann an buille idir an t-aschur léasair agus a mhinicíocht féin tar éis fritháireamh agus moille.

4. I gcás línte athrú de na céadta hertz, tá teicnící traidisiúnta féin-heitridín neamhphraiticiúil toisc go dteastaíonn moill mhór uathu. Is féidir lúb snáithín timthriallach agus aimplitheoir snáithín ionsuite a úsáid chun an fad seo a leathnú.

5. Is féidir réiteach an-ard a bhaint amach trí bhuille dhá léasair neamhspleácha a thaifeadadh, áit a bhfuil torann an léasair tagartha i bhfad níos ísle ná an léasair tástála, nó go bhfuil a sonraíochtaí feidhmíochta comhchosúil. Is féidir lúb céim-ghlasáilte nó ríomh na difríochta minicíochta meandracha bunaithe ar thaifid mhatamaiticiúla a úsáid. Tá an modh seo an-simplí agus cobhsaí, ach éilíonn léasair eile (ag feidhmiú in aice le minicíocht an léasair tástála). Má tá raon leathan speictreach ag teastáil ón líneáil tomhaiste, tá cíor minicíochta an-áisiúil.

Is minic a éilíonn tomhais minicíochta optúla tagairt minicíochta ar leith (nó am) ag pointe éigin. Maidir le léasair caollíne, ní gá ach léas tagartha amháin chun tagairt atá cruinn go leor a sholáthar. Faigheann teicnící féin-heitridín tagairt minicíochta trí mhoill ama sách fada a chur i bhfeidhm ar an socrú tástála féin, go hidéalach ag seachaint comhleanúnachas ama idir an léas tosaigh agus a léas moillithe féin. Mar sin, is gnách go n-úsáidtear snáithíní optúla fada. Mar sin féin, mar gheall ar luaineachtaí cobhsaí agus éifeachtaí fuaimiúla, tugann snáithíní fada torann céim bhreise isteach.

Nuair a bhíonn torann minicíochta 1/f i láthair, ní féidir le líneáilth amháin cur síos iomlán a dhéanamh ar earráid na céime. Is é cur chuige níos fearr ná speictream Fourier an chéim nó na luaineachtaí minicíochta meandracha a thomhas agus ansin é a thréithriú ag baint úsáide as an dlús speictreach cumhachta; is féidir tagairt a dhéanamh do tháscairí feidhmíochta torainn. Is féidir le torann 1/f (nó speictream torainn torainn ísealmhinicíochta eile) roinnt fadhbanna tomhais a chruthú.

III. Líneáil Léasair a íoslaghdú

Baineann líneáil léasair go díreach leis an gcineál léasair. Is féidir é a íoslaghdú tríd an dearadh léasair a bharrfheabhsú agus trí thionchair torainn sheachtracha a shochtadh. Is é an chéad chéim a chinneadh an bhfuil torann chandamach nó torann clasaiceach ceannasach, toisc go ndéanfaidh sé seo difear do thomhais ina dhiaidh sin.

Nuair a bhíonn an chumhacht intracavity ard, is beag an caillteanas cuas athshondach, agus tá an t-am cuairte cuas athshondach fada, tá tionchar beag ag torann chandamach (torann astaithe spontáineach go príomha) an léasair. Is féidir le torann clasaiceach a bheith mar thoradh ar luaineachtaí meicniúla, ar féidir iad a mhaolú trí athshonadóir léasair gearr, dlúth a úsáid. Uaireanta, áfach, is féidir le luaineachtaí faid tionchar níos láidre a bheith acu ar athshonairí níos giorra fós. Is féidir le dearadh meicniúil cuí an cúpláil idir an athshonadóir léasair agus radaíochtaí seachtracha a laghdú, agus éifeachtaí teirmeacha srutha a íoslaghdú freisin. Tá luaineachtaí teirmeacha ann freisin sa mheán gnóthachain, de bharr luaineachtaí cumhachta caidéil. Ar mhaithe le feidhmíocht torainn níos fearr, tá gá le feistí cobhsaíochta gníomhacha eile, ach ar dtús, is fearr modhanna éighníomhacha praiticiúla. Tá líneathrúthí léasair aon-minicíochta soladstaide agus léasair snáithíní sa raon 1-2 Hz, uaireanta fiú faoi bhun 1 kHz. Is féidir le modhanna cobhsaithe gníomhacha línte a bhaint amach faoi bhun 1 kHz. Is gnách go mbíonn línte dé-óid léasair sa raon MHz, ach is féidir iad a laghdú go kHz, mar shampla, i léasair dé-óid cuas seachtrach, go háirithe iad siúd a bhfuil aiseolas optúil acu agus cuais tagartha ardchruinneas.

IV. Fadhbanna ag eascairt as línte caola

I gcásanna áirithe, níl gá le leithead beam an-chúng ón bhfoinse léasair:

Baineann líneáil léasair go díreach leis an gcineál léasair. Is féidir é a íoslaghdú tríd an dearadh léasair a bharrfheabhsú agus trí thionchair torainn sheachtracha a shochtadh. Is é an chéad chéim a chinneadh an bhfuil torann chandamach nó torann clasaiceach ceannasach, toisc go ndéanfaidh sé seo difear do thomhais ina dhiaidh sin.

2. Nuair a iomadaíonn solas i snáithíní optúla gníomhacha nó éighníomhacha, is féidir le línte caola fadhbanna a chur faoi deara mar gheall ar scaipthe Brillouin spreagtha. I gcásanna den sórt sin, is gá an líneáil a mhéadú, mar shampla, trí mhinicíocht neamhbhuan dé-óid léasair nó modulator optúla a dhifreáil go tapa ag baint úsáide as modhnú reatha. Úsáidtear Linewidth freisin chun cur síos a dhéanamh ar leithead na n-aistrithe optúla (m.sh. trasdulta léasair nó roinnt tréithe ionsúcháin). I trasdulta adamh nó ian aonair stáiseanóireachta, baineann an líneáil le saolré an stáit fuinnimh uachtarach (níos cruinne, an saolré idir na stáit fuinnimh uachtaracha agus íochtaracha), agus tugtar an líneáil nádúrtha air. Is féidir le gluaisne (féach leathnú Doppler) nó idirghníomhú na n-adamh nó na n-ian an líneáil a leathnú, mar leathnú brú i ngás nó idirghníomhaíochtaí fónóin i meán soladach. Má dhéantar difear difriúil ar adaimh nó ar iain éagsúla, is féidir leathnú neamhionann a dhéanamh.