狭い線幅の単一周波数レーザの安定性を理解する

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Shanghai Yichi Optoelectronic Technology Co., Ltd

日付：2025-07-14読み：0

狭線幅単周波レーザはその高いスペクトル純度と周波数安定性のため、精密測定、光通信、センシングなどの分野でかけがえのない役割を果たしている。

1.狭線幅単一周波数レーザの核心は、単一縦モード発振を実現し、出力レーザの周波数を安定させることにある。主なテクノロジーは次のとおりです。

単縦型選択機構：

分散フィードバック（DFB）構造：Bragg格子により選択的な反射を提供し、特定の波長（縦モード）の起振のみを許可する。

外部キャビティフィードバック（ECL）：外部ミラーまたはファイバ格子を用いて短いキャビティを形成し、マルチモード競争を抑制する。

飽和吸収体（例えば半導体可飽和吸収ミラーSAS）：多モードノイズを動的に抑制し、単一周波数出力を安定させる。

周波数安定化技術：

能動フィードバック制御：ビート検出や分子吸収スペクトルなどの周波数識別モジュールを通じて周波数オフセットをリアルタイムで監視し、チャンバ長や電流を調整する。

受動温度制御：恒温槽または熱電冷媒（TEC）を用いて環境温度変動が屈折率に与える影響を低減する。

狭線幅源：空洞長を延長したり、反射率を高めたりすることで狭線幅を抑えることができる。

2.狭線幅単一周波数レーザの安定性表現：

（1）周波数安定性

短期安定性：キャビティの長さ変動、電流ノイズなどの影響を受け、典型的な短期線幅はkHzレベルに達することができる。

長期安定性：能動フィードバックまたは温度制御により、分〜時間レベルの周波数ドリフト<1 MHzを実現することができる。

環境感受性：温度変化は周波数オフセット数GHzを招く可能性があり、精密な温度制御が必要である。

（2）電力安定性

出力電力変動は通常<0.1%（RMS）であり、APC（自動電力制御）回路によりさらに抑制できる。

（3）耐干渉性

モード競合抑制：高利得閾値差を設計することでサイドモードを抑制し、単一周波数出力を確保する。

外部摂動隔離：防振プラットフォーム、遮蔽電磁干渉（EMI）などの措置を用いて環境騒音の影響を低減する。