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激光器线宽的表征方式——kHz与nm换算关系

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年后第一篇技术推文新鲜出炉啦!今天我们来说说激光器线宽的表征方式:kHz与nm的换算关系。

窄线宽激光器有一个非常重要的指标 ☞ 线宽

那么什么是线宽呢?比如有一个激光信号(单色光谱),但这个单色光谱是相对于普通连续光谱而言的,实际上每个原子、分子的运动状态并不完全相同,电子能态也有微小差别,电子跃迁释放的能量就有微小差别。最简单的例子比如:激光器的工作物质里面有同位素……这样,把此激光信号打到分光镜里看光谱,这个谱线就不是一条线,而是有一定宽度的一个谱线,这个宽度叫做“谱线宽度”,简称线宽,用FWHM可以量化线宽,即Full width at half maximum,光谱的半高宽度。

而线宽的表征单位可以用频率(MHz 或 kHz)或波长(nm)来表示。但是这两个单位怎么换算经常有小伙伴很困扰。今天就为大家解答下。

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具体换算关系如下:

  (1)c=v*λ

  (2)△v=c/(λ*λ)*△λ

  (3)△x=c/△v

(其中△v为用Hz表示的线宽,△λ为用nm表示的线宽。频率:v、光速:c、波长:λ、相干长度:△x)

敲黑板划重点:

如果懒得记公式的话也可以简单记住,波长为1550nm时,100GHz=0.8nm就可以了。

比如:波长1550nm的窄线宽激光器,如线宽用Hz表示为100MHz,则换算用nm来表示为0.0008nm,这算是很窄线宽的激光器了。

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不过目前更窄的激光器线宽可以做到小于5kHz。比如NKT的窄线宽激光器就可以达到线宽小于0.1kHz。

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激光器的线宽越窄相干性越好,所以窄线宽光纤激光器在超高精度激光雷达、船舶水听器、航天器对接、卫星间通信及光纤通信领域具有极其广泛的应用。

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