总调谐范围的计算
在精密测量领域,特别是原子分子光物理领域,激光器的调谐范围尤为重要,如果无法调谐到指定的波长,光与原子就无法相互作用,也就无法实现预期的试验效果。频准激光的产品可以覆盖200-4500nm超宽的范围,大部分产品都是通过倍频和频等非线性频率变换实现的,因此需要对调谐范围进行仔细的计算。
调谐波长和调谐频率的换算
根据波长和频率的关系:
可得:
l 例如1550nm的光纤DFB激光器,调谐范围1nm,则对应的调谐频率为:124.78GHz, 1550nm的FECL的调谐范围7GHz,对应0.056nm。
倍频激光器的调谐范围
激光器倍频后,调谐频率是基频光的调谐范围的2倍,调谐波长是基频光的调谐波长的一半。
l 例如1560nm的FECL种子激光器的调谐范围是7GHz,倍频到780nm后,调谐范围是14GHz。
l 1560nm的光纤DFB种子激光器的调谐范围是1nm,倍频到780nm后调谐范围是0.5nm
和频激光器的调谐范围
和频激光器的调谐范围是两个基频光各自调谐频率之和。
l 例如840nm激光器通出是1.5um的FECL种子激光器和1.8um的掺铥光纤DFB种子激光器,各自的调谐范围是7GHz和83GHz,因此和频后,调谐范围是90GHz,对应的调谐波长:0.2nm
和频再倍频激光器的调谐范围
(基频光1的调谐频率+基频光2 的调谐频率)*2
例如420nm激光器是840nm激光器倍频,而840nm激光器的调谐范围是90GHz,因此420nm的激光器的调谐范围是90GHz*2=180GHz。
差频激光器的调谐范围
差频激光器的调谐范围=基频光1的调谐频率+基频光2 的调谐频率。注意这里并不是相减的关系。
在计算激光器的调谐范围的时候应当注意:
1. 调谐范围和种子激光器的调谐范围相关,如果同样一个波长的激光器,种子是1.5um的光纤DFB激光器和FECL的情况下,调谐范围是不同的。
2. 调谐范围与放大器的工作波长范围相关。
3. 调谐范围还和非线性频率变换的晶体限制,例如509nm的晶体的温度调谐带宽为5nm,302nm-313nm的晶体的温度调谐带宽为1nm。