単一周波数ファイバレーザの線幅試験結果は積分時間と関係がある。この統合時間は一般的に理解しにくい。実際には、単一周波数ファイバレーザを「観察してテストする」時間として簡単に理解することができます。この間、ビート周波数測定スペクトル位相雑音により線幅を計算した。ヘテロダイン非平衡M-Z干渉計を例に、遅延光ファイバの長さを50 km、単一モード光ファイバコアの屈折率を1.5、光の真空中の速度を3 x 108 m/秒と仮定すると、単一モード光ファイバ中の光は1 m伝送するごとに約4.8 nsの遅延が発生し、これは光ファイバが50 km走行した後の240 us遅延に相当する。
テストする単一周波数レーザは、1:1の分光器を通過した後、2つの特性が全く同じクローンになったことを想像してみましょう。1つのクローンは他のクローンより240 us長い。2つのクローンが2つ目の1:1を通過すると、光カプラが結合されると、動作時間が240 us長いクローンは位相雑音を運ぶ。位相雑音の影響により、複合後の単一周波数レーザは起動前の状態に比べて一定のスペクトル幅を有する。より詳細には、このプロセスは位相雑音変調と呼ばれる。変調による拡幅は2辺帯であるため、位相雑音スペクトル幅は測定すべき単一周波数レーザ線幅の2倍である。スペクトル上に広がるスペクトル幅を計算するためには積分が必要なので、この時間を積分時間と呼びます。
以上の説明から、単一周波数ファイバレーザの「積分時間」と測定線幅との間には必ず関係があることが理解できる。「積分時間」が短いほど、クローンによる位相ノイズの影響が小さくなり、単一周波数ファイバレーザの測定線幅も狭くなります。
別の角度からそれを理解して、線の幅は何を説明していますか。は、単一周波数レーザの周波数ノイズと位相ノイズである。これらのノイズ自体は常に存在し、蓄積時間が長いほどノイズが顕著になります。したがって、単一周波数ファイバレーザの周波数ノイズと位相ノイズを「観測テスト」する時間が長いほど、測定された線幅は大きくなる。もちろん、ここで言及された時間は実際にはナノ秒、マイクロ秒、ミリ秒、または第2レベルまで短い。これはランダムノイズのテストと測定の常識です.
単一周波数ファイバレーザのスペクトル線幅が狭いほど、時間領域におけるスペクトルはきれいで美しくなり、極めて高いサイドモード抑制比(SMSR)を持ち、その逆もまた然りである。これを把握することで、オンラインワイド試験条件が利用できない場合には、単一周波数レーザの単一周波数性能を決定することができる。もちろん、分光計(OSA)の技術原理と分解能の制限のため、単一周波数ファイバレーザのスペクトルはその性能を定量的または正確に反映することができない。位相雑音と周波数雑音の判断はかなり粗雑で、誤った結果を招くことがある。
単一周波数半導体レーザの実際の線幅は、通常、単一周波数ファイバレーザよりも高い。一部のメーカーは単周波半導体レーザの線幅指標を非常にきれいに提案しているが、実際のテストでは、単周波半導体レーザの限界線幅は単周波半導体よりも高いことが明らかになった。周波数ファイバレーザは、単一周波数レーザ共振器の構造及び長さに応じて、周波数ノイズ及び位相ノイズ指標も差がなければならない。もちろん、絶えず発展している単周波半導体技術は、外腔長を大幅に増加させ、光子寿命を延長し、位相を制御し、共振器中の定在波条件の形成の閾値を高めることによって、引き続き位相ノイズを抑制し、単周波半導体レーザの線幅を縮小する。