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谱线宽度


激光的光谱线宽

  激光器的光谱线宽,又称激光光源发射光谱的半高全宽,即达到峰值一半高度所对应的两个频率中间的宽度。 它描述了激光器输出光在频率域上的分布范围,是评估激光器单色性和相干性的重要指标。线宽越窄,激光器的单色性和相干性越好,这对于光通信相干测量、全息、光谱分析等领域尤为重要。

  激光光谱线宽由谐振腔品质因数决定,腔的品质因数越高,激光线宽就越窄。考虑激光介质的增益后,激光的线宽的理论极限由增益介质的自发辐射来决定。当然实际的激光器中还有自发辐射等各种线宽展宽机制,使激光线宽一般达不到其理论极限。

  光谱线宽通常有两种表达形式,即以赫兹为单位的表达方式和以米为单位的表达方式,两者可进行相互换算,具体公式为,线宽 以Hz、kHz、MHz等为单位),线宽 (以fm、pm、nm为单位)。

  普通光源(例如LED)的光谱线宽涵盖了几十纳米,而激光的光谱线宽一般只有几纳米或更低,如单频激光器光谱宽可小于1MHz(10-5nm),具有良好的单色性。

多波长365/470/579/630 LED光源线宽  

633nm单频激光器线宽18.8kHz(2.5×10-8nm)

 

根据激光器的线宽大小,一般有以下分类:

常规线宽激光器

  常规线宽激光器的光谱线宽,如1064nm和532nm的固体激光器的光谱线宽一般在0.2nm左右,405nm半导体激光器的光谱线宽一般在2nm左右,量子级联4.3µm半导体激光器光谱线宽在150~300nm左右。该类型激光器可提供更高的输出功率。主要应用在激光医疗,荧光激发,激光打印等领域。

常规532nm激光器线宽0.097 nm

常规405nm激光器线宽1.6 nm


窄线宽激光器

  窄线宽激光器是通过采取外腔光栅选模等技术手段使常规激光的线宽进一步压窄,例如对于405nm的普通激光器1.6nm的线宽通过外腔光栅选模技术,实现<0.03 nm的窄线宽。窄线宽激光器主要应用在DNA测序,拉曼光谱,共聚焦显微等领域。

405nm窄线宽激光器 线宽0.0133 nm


单频激光器(超窄线宽激光器)

  单频激光器是指谐振腔内只有单一纵模进行振荡,光谱线宽窄,按频率表达一般都是MHz量级或更窄,按波长表达一般是10-5nm或更窄。单频激光器具有单色性好,相干性好的特点,主要应用于全息、拉曼、布里渊散射等领域。详情可访问www.了解。

457nm单频激光器线宽754.1kHz

532nm单频激光器线宽380.6kHz(3.59×10-7nm)


光谱宽度的测量

  根据波长测量范围和分辨率的不同需求,选择合适的光谱仪。长春新产业生产的光谱仪,波长范围200~1100nm、185~240nm和950~1200nm,分辨率<0.1 nm。

Aurora4000 UV pro实测波长375.33nm 线宽1.01 nm


  对于测量单频或更窄光谱线宽的测量,则需要采用价格昂贵的线宽分析仪。CNI可调供相关测试服务。详情可访问www.   了解。