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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 原子、分子&光学 » 塞曼效应
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airfly1992

金虫 (小有名气)

[求助] 塞曼效应 已有1人参与

想请问一下大家，能不能利用塞曼效应在光纤激光器（如掺镱、铒镱共掺）中实现双频的激光输出？谢谢
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Godbuiltmetolast.
1楼 2014-12-28 16:31:17
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mshwangg

至尊木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
双频输出要有纵向塞曼效应
也就是说，需要沿着光纤轴向加磁场
那么问题来了，怎么创造出沿光纤轴向的均匀磁场？
一种情况，光纤是条直线，短的还行，长的就没招了
另一种情况，光纤盘成圆圈，磁场线圈的导线缠在光纤外面（导线与光纤垂直），似乎可行，但磁场均匀度不乐观，而且绕线圈会很麻烦。
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2楼2014-12-29 09:02:58
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airfly1992

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by mshwangg at 2014-12-29 09:02:58
双频输出要有纵向塞曼效应
也就是说，需要沿着光纤轴向加磁场
那么问题来了，怎么创造出沿光纤轴向的均匀磁场？
一种情况，光纤是条直线，短的还行，长的就没招了
另一种情况，光纤盘成圆圈，磁场线圈的导 ...

谢谢答复，理论上说磁场只需要是在在增益介质的区域作用就可以有塞曼效应了，我的激光腔只有几厘米短，还是比较容易实现磁场的添加，我只是想知道在理论上可不可行，比如像掺镱离子这种激发态是有几个多重态的，对双频激光的实现会不会有影响。
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Godbuiltmetolast.
3楼2014-12-29 11:23:21
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mshwangg

至尊木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
airfly1992: 金币+10, ★有帮助 2015-01-01 09:40:40
airfly1992: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢耐心解答 2015-01-04 12:51:35
引用回帖:
3楼: Originally posted by airfly1992 at 2014-12-29 11:23:21
谢谢答复，理论上说磁场只需要是在在增益介质的区域作用就可以有塞曼效应了，我的激光腔只有几厘米短，还是比较容易实现磁场的添加，我只是想知道在理论上可不可行，比如像掺镱离子这种激发态是有几个多重态的，对 ...

短腔我也觉得没太大问题。
就塞曼效应来说，有磁场就会产生能级劈裂，这个和是不是多重激发态没关系。这里我觉得需要注意增益谱宽和跃迁的问题。对工作物质是原子的激光就很容易产生双频，原子的增益谱很窄，由跃迁选择定则，可以清楚地分出来左旋和右旋的双频。我对掺镱光纤不熟，不知道增益谱有多宽，感觉不会太小，而且没有严格的跃迁禁戒吧？这样的话，加磁场怕是只是让增益谱变宽一些，出光仍然是单频的。
既然你的腔短，不妨找两块磁铁加上，看看出光的偏振和频谱。
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4楼2014-12-29 12:33:36
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airfly1992

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by mshwangg at 2014-12-29 12:33:36
短腔我也觉得没太大问题。
就塞曼效应来说，有磁场就会产生能级劈裂，这个和是不是多重激发态没关系。这里我觉得需要注意增益谱宽和跃迁的问题。对工作物质是原子的激光就很容易产生双频，原子的增益谱很窄，由跃 ...

掺镱增益光纤增益谱大概是几千GHz的量级，现在我觉得有可能影响双频激光输出的是在能级分裂成两种不一样偏振态的激光的时候，由于频差太小，引起强烈的模式竞争导致其中一种会被抑制不能起振。
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Godbuiltmetolast.
5楼2014-12-29 16:43:41
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bobrock

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by airfly1992 at 2014-12-29 11:23:21
谢谢答复，理论上说磁场只需要是在在增益介质的区域作用就可以有塞曼效应了，我的激光腔只有几厘米短，还是比较容易实现磁场的添加，我只是想知道在理论上可不可行，比如像掺镱离子这种激发态是有几个多重态的，对 ...

我的实验没有观察到任何现象。一直在找原因，我的磁场很小为400mT。悲催中。
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6楼2014-12-30 09:23:28
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airfly1992

金虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by bobrock at 2014-12-30 09:23:28
我的实验没有观察到任何现象。一直在找原因，我的磁场很小为400mT。悲催中。...

加大磁场强度试试？我觉得磁场强度小两个模式频差太小，可能其中一个不能稳定存在。
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Godbuiltmetolast.
7楼2014-12-30 18:08:56
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bobrock

木虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by airfly1992 at 2014-12-30 18:08:56
加大磁场强度试试？我觉得磁场强度小两个模式频差太小，可能其中一个不能稳定存在。...

悲催的是实验室没有其他磁场了！！
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8楼2014-12-31 08:42:39
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mshwangg

至尊木虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by airfly1992 at 2014-12-29 16:43:41
掺镱增益光纤增益谱大概是几千GHz的量级，现在我觉得有可能影响双频激光输出的是在能级分裂成两种不一样偏振态的激光的时候，由于频差太小，引起强烈的模式竞争导致其中一种会被抑制不能起振。...

模式竞争需要两个模式共用同一部分的激活粒子，塞曼效应理论上会造成增益谱的分裂，不同的谱线对应不同的增益谱。双频的He-Ne比较多，没印象有左右旋的两个模式会竞争啊，还是Yb光纤和He-Ne有不一样的跃迁规则？
看书上有个He-Ne的例子，给你做个参考
He-Ne增益谱宽约1.5GHz，纵向磁场0.03T，塞曼分裂约1.1GHz，双频频差只有2MHz多
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9楼2014-12-31 10:05:30
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airfly1992

金虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by mshwangg at 2014-12-31 10:05:30
模式竞争需要两个模式共用同一部分的激活粒子，塞曼效应理论上会造成增益谱的分裂，不同的谱线对应不同的增益谱。双频的He-Ne比较多，没印象有左右旋的两个模式会竞争啊，还是Yb光纤和He-Ne有不一样的跃迁规则？
...

塞曼效应理论上会造成增益谱分裂这个有没有参考文献？我只是看到过清华大学的张书练教授利用过横向磁场分离增益介质的方法使得两个偏振态的模式没有发生竞争。不知道是不是对应所有的增益介质都是适用的。
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Godbuiltmetolast.
10楼2015-01-03 16:36:29
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