線寬測(cè)量方法與超窄激光光譜線寬測(cè)量解決方案

　　光譜線寬測(cè)量是對(duì)激光光譜成分的測(cè)量。不同類型的激光器，其線寬的數(shù)值會(huì)有幾個(gè)量級(jí)的差異：經(jīng)過(guò)特別穩(wěn)頻的連續(xù)激光器其光譜線寬可以達(dá)到1Hz以下，而有些激光器則可以覆蓋幾個(gè)THz范圍寬的光譜，如飛秒激光器。

　　光譜線寬的原始數(shù)值由Shawlow-Townes表達(dá)式給出，它從本質(zhì)上說(shuō)明了線寬是由自發(fā)輻射過(guò)程引起的相位變化造成的。對(duì)于稀土摻雜激光器，比如摻鉺光纖激光器，Shawlow-Townes線寬數(shù)值在mHz范圍內(nèi)。

　　一般來(lái)說(shuō)，窄線寬激光器的真實(shí)線寬是難以測(cè)量的：所有的測(cè)量方法均受限于有限的測(cè)量時(shí)間，及在這段時(shí)間內(nèi)激光光源的線寬受到的由不同噪音源引起的頻率抖動(dòng)的影響，如泵浦激光器噪聲、聲學(xué)噪聲、振動(dòng)噪聲等。以窄線寬激光器為例，測(cè)得的線寬可以看作是測(cè)量系統(tǒng)在積分時(shí)間內(nèi)的技術(shù)噪聲源造成的綜合的頻率抖動(dòng)。

　　線寬測(cè)量方法

　　自外差法：

　　通常情況下，使用自外差拍頻法測(cè)量激光光譜線寬。在該方法中，信號(hào)通過(guò)一個(gè)兩路不均衡的馬赫-增德?tīng)柟饫w干涉儀，其中一路有AOM移頻器，另一路為延遲光纖（圖1）。對(duì)于窄線寬激光器的測(cè)量，延遲光纖的長(zhǎng)度通常是25km，對(duì)應(yīng)約120us的時(shí)間延遲。兩路光信號(hào)干涉產(chǎn)生一個(gè)形狀和寬度與激光線寬有關(guān)的頻譜。