激光線寬

激光起振后,會有一個或多個縱模產生,每個縱模的頻率的范圍就是激光的線寬。注意每個縱模的頻率寬度和縱模之間的間隔是兩個不同的概念,縱模間隔是相鄰兩個縱模中心頻率的差值。激光線寬由諧振腔的品質因數(shù)決定,腔的品質因數(shù)越高,激光線寬就越窄?？紤]激光介質的增益后,激光的線寬的理論極限由增益介質的自發(fā)輻射來決定,例如對于He-Ne,其線寬的理論極限約為10^-3Hz量級。當然實際的激光器中還有各種線寬展寬機制,使的激光線寬一般達不到其理論極限,例如對于He-Ne,溫度變化0.01度引起的模式頻率漂移約0.1MHz,實際He-Ne的激光線寬可達到1MHz,固體激光器中線寬可達1埃左右。

關于Access Laser的CO2激光器增益線寬和譜線寬度
 

增益線寬: CO2分子的頻率區(qū)間主要取決于激光器的氣體成分。對于Access Laser而言，它在范圍是從100 MHz到250 MHz。 

激光譜線寬度: 實際在激光輸出頻率范圍由激光器氣體溫度、光學諧振腔和激光器的工作模式等決定的。對于Access Laser穩(wěn)定型激光器，如Lasy-3S、 Lasy-4S、Merit-S以及Lasy-20S, 任何時刻在譜線寬度可以達到100 kHz甚至更窄。  

由Access Laser Company研制的穩(wěn)定型激光器，很多頻譜的間隔大約為0.02μm. 其中每一個光譜形狀都和上圖中紅色曲線類似。 

當激光輸出時會選擇其中的一根譜線。激光輻射的會是一個譜線寬度，如藍色曲線所示。當激光穩(wěn)定輸出時，它會保持在一個是譜線上長達幾個小時。 

穩(wěn)定型激光器的激發(fā)頻率在增益線寬中在確切位置每5-10分鐘會漂移幾個MHz，但是在任何一個是時刻它都是小于100 kHz的。 

如果激光器不工作在CW模式下，激光器譜線寬度（藍色曲線）可以被顯著加寬, 但是要用PWM信號改變占空比來調制它。