雷射線寬與頻寬計算器

雷射線寬是雷射光譜在中心頻率附近的寬度。理想的單色光源僅占據單一頻率，但實際雷射都會因自發放射、共振腔波動、技術雜訊、溫度漂移及量測時間而具有有限的光譜寬度。本計算器採用標準窄頻關係，連結頻率線寬、波長頻寬、同調時間、同調長度、中心頻率及光學品質因數。 中心頻率等於光速除以中心波長。當線寬遠小於光學載波頻率時，波長頻寬約等於波長平方乘以頻率線寬，再除以光速。計算器以皮米顯示這個極小的寬度。一般雷射的線寬通常比其數百太赫茲的載波頻率低數個數量級，因此此近似非常準確。 對洛侖茲光譜而言，一階場同調性呈指數衰減。常用的同調時間定義為 pi 與頻率半高全寬乘積的倒數。將此時間乘以真空光速，即可得到同調長度。不同文獻可能省略 pi、採用高斯光譜形狀、定義半寬，或考慮材料內部的傳播。這些慣例會產生不同的數值係數，因此比較數值時也應核對定義。 光學品質因數等於中心頻率除以頻率線寬。窄線寬雷射具有較高的品質因數與較長的同調長度，適用於干涉量測、同調通訊、精密計量、光譜學、頻率標準及感測。較寬的光源同調長度較短，在需要減少干涉假影或散斑時可能更合適。 請使用在應用相關時間尺度上量得的線寬。快速量得的本徵線寬，可能比包含漂移以及聲學或電學雜訊的長時間觀測結果窄得多。波長頻寬換算也假設使用真空波長；在介質內，折射率與色散同樣重要。本計算器提供一組一致的理想化光譜量，供規劃及比較使用。完整的系統分析仍應明確指出光譜線型、量測頻寬、環境穩定性，以及所列線寬是瞬時線寬、積分線寬，還是受儀器解析度限制的線寬。