テクニカルノート

⑬HeNe レーザーにおけるリップル、ノイズや他の悪影響

2022年 06月02日

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人は通常 HeNe レーザーを定常波あるいは「継続波」(連続波)光源とみなしますが、この見解はナノ秒から数時間に亘る様々なタイムスケールで見ると全く当てはまりません。長らく旧式となっている Mark I Eyeball だけを見ても、典型的な HeNe レーザーは本当に DC 駆動同等光源のように見えます。

これらの悪影響の一部は実装に起因しますが、それ以外は発振プロセスにとって根本的なものです。以下の項目は(ゼーマン分離レーザーやより特殊なレーザー以外の)標準的な HeNe レーザーに当てはまります。

モードスイープ:(数秒~数時間)
縦モードビート(うなり):(100 MHz 未満~1.5 GHz)
横モードビート(うなり):(1 MHz ~数百 MHz)
プラズマ発振:(100 kHz ~数 MHz)
プラズマ不安定::(0.1 Hz ~ 数 MHz)
高次モードプリング:(1 kHz ~1 MHz)
ミラー複屈折:(100 kHz ~1 MHz)
高電圧電源ケーブル周波数リップル:(50/60 Hz と高調波)
高電圧電源スイッチング周波数リップル:(20~100kHz と高調波)
モードフリッピング:(0.1 秒~数分)

ウォームアップ中の HeNre レーザー出力変動グラフ

定常出力に最も近いものはおそらく高度にフィルターを掛けた HeNe レーザー用高電圧電源により単一縦モードで稼働している出力安定化 HeNe レーザーでしょうが、しばしばそれは「単一周波数レーザー」と呼ばれています。(それはまったく正確とは言えませんが、近い表現です。)

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