การวัดความกว้างของเส้นเลเซอร์

การวัดความกว้างของเส้นเลเซอร์
มีวิธีการวัดอยู่หลายวิธีความกว้างของเส้นเลเซอร์:
1. เมื่อความกว้างของเส้นสเปกตรัมเลเซอร์มีขนาดใหญ่ (มากกว่า 10 GHz เมื่อโหมดหลายโหมดสั่นในตัวเรโซเนเตอร์เลเซอร์หลายตัว) สามารถใช้สเปกโทรเมตรแบบดั้งเดิมที่ใช้ตะแกรงเลี้ยวเบนในการวัดได้ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ยากที่จะได้ความละเอียดความถี่สูง
2. อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ตัวแยกความถี่เพื่อแปลงความผันผวนของความถี่ให้เป็นความผันผวนของความเข้ม ตัวแยกความถี่อาจเป็นอินเตอร์เฟอโรเมตรที่ไม่สมดุลหรือโพรงอ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง ความละเอียดของวิธีการวัดนี้ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน
3. เลเซอร์ความถี่เดียวมักใช้วิธีเฮเทอโรไดน์ ซึ่งจะบันทึกความถี่บีตของความถี่เอาต์พุตของเลเซอร์และความถี่ของตัวมันเองหลังจากมีการชดเชยและหน่วงเวลา
4. สำหรับความกว้างของเส้นสเปกตรัมเพียงไม่กี่ร้อยเฮิรตซ์ วิธีการเฮเทอโรไดน์แบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะนำมาใช้เนื่องจากต้องใช้ความยาวหน่วงเวลาที่มาก จึงสามารถใช้ลูปไฟเบอร์และเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบในตัวเพื่อขยายความยาวหน่วงเวลาได้
5. ด้วยการบันทึกความถี่บีตของเลเซอร์อิสระสองตัว จะสามารถได้ความละเอียดสูงมาก ในกรณีนี้ สัญญาณรบกวนของเลเซอร์อ้างอิงจะต่ำกว่าสัญญาณรบกวนของเลเซอร์อีกตัวมากเลเซอร์ที่วัดได้หรือตัวชี้วัดประสิทธิภาพของพวกมันคล้ายคลึงกัน สามารถใช้ลูปการล็อกหรือวิธีการบันทึกทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณความแตกต่างของความถี่ทันทีได้ วิธีนี้ง่ายและเสถียรมาก แต่ต้องใช้เลเซอร์อีกตัว (ที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน)เลเซอร์ที่วัดได้ถ้าหากความกว้างของเส้นสเปกตรัมที่วัดได้ต้องการช่วงสเปกตรัมที่กว้าง หวีความถี่จะเป็นอุปกรณ์ที่สะดวกมาก
การวัดความถี่แสงโดยทั่วไปต้องอาศัยการระบุความถี่ (หรือเวลา) อ้างอิงที่เฉพาะเจาะจง ณ จุดใดจุดหนึ่งเลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบจำเป็นต้องใช้ลำแสงอ้างอิงเพียงลำเดียวเพื่อให้ได้ค่าอ้างอิงที่แม่นยำเพียงพอ เทคนิคเฮเทอโรไดน์ได้ความถี่อ้างอิงโดยการหน่วงเวลาให้ยาวนานพอสมควรกับอุปกรณ์ทดสอบเอง ในอุดมคติแล้ว ควรหลีกเลี่ยงความสอดคล้องกันของเวลา (time coherence) ระหว่างลำแสงเริ่มต้นและลำแสงที่หน่วงเวลา ดังนั้นจึงมักใช้ใยแก้วนำแสงที่มีความยาวมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความผันผวนที่เสถียรและผลกระทบทางเสียง ใยแก้วนำแสงที่มีความยาวมากจึงทำให้เกิดสัญญาณรบกวนเฟสเพิ่มเติม