Hilakaviteettilaserin viivanleveysmittauksia
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1998
Department
Major/Subject
Mittaustekniikka
Mcode
S-108
Degree programme
Language
fi
Pages
68
Series
Abstract
Erittäin koherenteille hilakaviteettilasereille löytyy monia sovelluksia optisen mittaustekniikan, laserspektroskopian ja koherentin optisen tietoliikennetekniikan aloilta. Näissä sovelluksissa on usein tärkeää tietää laserin tarkka viivanleveys. Äskettäin on kehitetty uusi menetelmä määrittää viivanleveys kapeakaistaisille lasereille käyttämällä self-homodyne-detektointia. Perusajatuksena menetelmässä on muuttaa laseroivan kentän vaihefluktuaatio valon intensiteettivaihteluiksi Mach-Zehnder-interferometrissä. Laserin viivanleveys saadaan sovittamalla teoreettinen malli mitattuun tehospektriin. Tässä työssä tutkittiin 780 nm:n aallonpituudella toimivan passiivisesti stabiloidun hilakaviteettilaserin (ECL) viivanleveyttä käyttämällä viivästettyä self-homodyne-tekniikkaa. Viivekuidun pituus valittiin laserin koherenssipituutta Iyhyemmäksi. Self-homodyne-tekniikan tarkkuutta tutkittiin vertaamalla sitä perinteiseen viivästettyyn self-heterodyne-menetelmään. Self-homodyne-menetelmän tarvitsema yksinkertaisempi mittauslaitteisto ja sillä saavutettava parempi signaalikohinasuhde tekevät menetelmän hyvin käyttökelpoiseksi kapeaviivaisten ja pienitehoisten lasereiden mittaamiseen. Työssä tutkittiin hilakaviteettilaserin viivanleveyden riippuvuutta laserin eri toimintaparametreista. Viivanleveys riippuu kriittisesti optisen takaisinkytkennän vaiheesta. Kapein mitattu arvo laserin Lorentziselle viivanleveydelle oli noin 5 kHz. Tämä on hyvässä sopusoinnussa aikaisempien, taajuuskohinan tehotiheydestä laskettujen viivanleveyden arvioiden kanssa. Mittauksissa selvitettiin myös optisen takaisinkytkennän vaiheen muuttamisen vaikutuksia viivanleveyteen ja laserointi taajuuden siirtymään. Mittaustulokset vastasivat kohtuullisesti olemassa olevaa teoriaa. Mittauksen toistettavuus oli erittäin hyvä. Viivanleveys mitattiin lisäksi laseroivan moodin tehon funktiona. Mittauksessa takaisinkytkennän vaihe pidettiin vakiona. Tuloksista havaittiin selvästi Schawlowin ja Townesin ennustama viivanleveyden verrannollisuus optisen tehon käänteisarvoon.Description
Supervisor
Ikonen, ErkkiThesis advisor
Ludvigsen, HanneKeywords
laser linewidth, laserin viivanleveys, external-cavity diode laser, hilakaviteettilaser, interferometer, interferometri, fiber-optics, kuituoptinen mittaustekniikka