激光线宽

激光起振后,会有一个或多个纵模产生,每个纵模的频率的范围就是激光的线宽。注意每个纵模的频率宽度和纵模之间的间隔是两个不同的概念,纵模间隔是相邻两个纵模中心频率的差值。激光线宽由谐振腔的品质因数决定,腔的品质因数越高,激光线宽就越窄。考虑激光介质的增益后,激光的线宽的理论极限由增益介质的自发辐射来决定,例如对于He-Ne,其线宽的理论极限约为10^-3Hz量级。当然实际的激光器中还有各种线宽展宽机制,使的激光线宽一般达不到其理论极限,例如对于He-Ne,温度变化0.01度引起的模式频率漂移约0.1MHz,实际He-Ne的激光线宽可达到1MHz,固体激光器中线宽可达1埃左右。

关于Access Laser的CO2激光器增益线宽和谱线宽度
 

增益线宽: CO2分子的频率区间主要取决于激光器的气体成分。对于Access Laser而言，它在范围是从100 MHz到250 MHz。 

激光谱线宽度: 实际在激光输出频率范围由激光器气体温度、光学谐振腔和激光器的工作模式等决定的。对于Access Laser稳定型激光器，如Lasy-3S、 Lasy-4S、Merit-S以及Lasy-20S, 任何时刻在谱线宽度可以达到100 kHz甚至更窄。  

由Access Laser Company研制的稳定型激光器，很多频谱的间隔大约为0.02μm. 其中每一个光谱形状都和上图中红色曲线类似。 

当激光输出时会选择其中的一根谱线。激光辐射的会是一个谱线宽度，如蓝色曲线所示。当激光稳定输出时，它会保持在一个是谱线上长达几个小时。 

稳定型激光器的激发频率在增益线宽中在确切位置每5-10分钟会漂移几个MHz，但是在任何一个是时刻它都是小于100 kHz的。 

如果激光器不工作在CW模式下，激光器谱线宽度（蓝色曲线）可以被显著加宽, 但是要用PWM信号改变占空比来调制它。