レーザーのセルフヘテロダイン線幅測定
セルフヘテロダイン法は、レーザー、特に単一周波数レーザーの線幅 (光スペクトルの幅) を測定するために使用できるヘテロダイン技術です。 基本的なセットアップを図 1 に示します。レーザー ビームの一部は、ある程度の時間遅延を与える長い光ファイバーを通じて送信されます。 別の部分は、一定の周波数 (通常は数十メガヘルツ) で駆動され、すべての光周波数成分をその周波数だけシフトさせる音響光学変調器 (AOM) を介して送信されます。 両方のビームは最終的にビーム スプリッターで重ね合わされ、その結果得られるビート ノート (AOM 周波数を中心とする) が光検出器 (通常はフォトダイオード) で記録されます。 この信号から、レーザーの線幅を計算できます。 遅延が十分に長い場合、重畳されたビームは本質的に相関がなく、出力スペクトルはレーザー出力スペクトルの単純な自己畳み込みとなり、そこからレーザーの線幅が簡単に取得されます。 ただし、特定の場合に「十分な長さ」が何を意味するかは、難しい問題になる可能性があります。 通常使用される基準は、遅延長がコヒーレンス長よりも大きくなければならないということであり、後者は（測定された）線幅自体から導出されます。 これは、白色周波数ノイズの場合は正しいですが、たとえば、白色周波数ノイズが発生する可能性がある、より高い（たとえば）低周波ノイズがある状況では正しくありません。 狭線幅ファイバーレーザー用。 このような問題が完全に理解されていない場合、測定された線幅の値が間違っている可能性があります (多くの場合、低すぎる)。 セルフヘテロダイン設定の遅延時間は有限の測定時間として解釈できます。これは、その逆測定時間未満のノイズ周波数の影響が小さいことを意味します。 その結果、多くのレーザーダイオードの場合のように、瞬間的な周波数変動がかなりのノイズを示す場合、より短い遅延時間での測定ではより小さな線幅値が得られます。…