外差線寬測量詳細介紹

外差線寬測量詳細介紹定義：
測量激光線寬的技術，基于光束與其自身經(jīng)過時間延時后的光之間的拍音得到。

圖1：測量激光線寬的自外差測量裝置
自外差方法是一種用于測量激光器線寬（光譜寬度）的外差技術，尤其是單頻激光器?；狙b置如圖1所示。一部分激光光束進入長光纖中從而得到時間延遲。另一部分光束則進入由恒定頻率（通常為幾十 MHz）驅動的聲光調(diào)制器（AOM），使光束產(chǎn)生等于該恒定頻率的頻移。兩束光后來通過分束器疊加在一起，光探測器（通常為光二極管）記錄得到的拍音（中心位于AOM頻率）。通過這個信號可以計算出激光器的線寬。 

如果時間延時足夠長，疊加的光束基本上是不相干的，這時輸出光譜僅僅為激光輸出光譜的自卷積，這時激光線寬很容易算出來。但是，這里足夠長是指在一種特殊情形中，是比較難以給出明確答案的問題。常用的標準是延遲長度要大于相干長度，而相干長度則來源于要測量的線寬。這在白噪聲情況下表達是準確的，但是如果存在更高的低頻噪聲時則是不正確的，例如窄線寬光纖激光器中會存在后者的噪聲。如果不理解這些問題，得到的測量線寬值可能會是錯誤的（通常偏低）。 

自外差裝置中的延遲時間可看做是有限測量時間，表明小于測量時間倒數(shù)的噪聲頻率影響很小。這樣如果瞬時頻率漲落具有很大的1/f噪聲，那么當時間延遲比較短時，測量得到的線寬值也比較小，這是大多數(shù)激光二極管的情形。 

在測量非常窄線寬激光器（長相干長度）時，獲得非相干光束需要很長的延遲時間，這是比較不實際的。在這種情況下，也可以采用較短的時間延遲，但是數(shù)據(jù)處理會非常復雜。另一個方法是采用這種技術的延伸，即采用循環(huán)光纖環(huán)。