激光线宽与带宽计算器

激光线宽是激光光谱在中心频率附近的宽度。理想的单色光源只占据一个频率，但实际激光都会因自发辐射、谐振腔波动、技术噪声、温度漂移和测量时间而具有有限的光谱宽度。本计算器采用标准窄带关系，将频率线宽与波长带宽、相干时间、相干长度、中心频率及光学品质因数联系起来。 中心频率等于光速除以中心波长。当线宽远小于光学载波频率时，波长带宽近似等于波长的平方乘以频率线宽，再除以光速。计算器以皮米显示这一极小的宽度。普通激光的线宽通常比其数百太赫兹的载波频率低多个数量级，因此这一近似非常准确。 对于洛伦兹光谱，一阶场相干性呈指数衰减。常用的相干时间定义为 pi 与频率半高全宽乘积的倒数。将该时间乘以真空光速，即得到相干长度。不同文献可能省略 pi、采用高斯光谱形状、定义半宽，或考虑材料内部的传播。这些约定会产生不同的数值系数，因此比较结果时也应核对定义。 光学品质因数等于中心频率除以频率线宽。窄线宽激光具有较高的品质因数和较长的相干长度，适用于干涉测量、相干通信、精密计量、光谱学、频率标准和传感。较宽的光源相干长度较短，在需要减少干涉伪影或散斑时可能更合适。 请使用在应用相关时间尺度上测得的线宽。快速测得的本征线宽，可能比包含漂移以及声学或电学噪声的长时间观测结果窄得多。波长带宽换算还假设使用真空波长；在介质内部，折射率和色散也会影响结果。本计算器提供一组一致的理想化光谱量，便于规划和比较。完整的系统分析还应明确光谱线型、测量带宽、环境稳定性，以及所标注的线宽是瞬时线宽、积分线宽还是受仪器分辨率限制的线宽。