HeNe激光器的縱模牽引
簡單理論表明激光在腔諧振頻率c/2L的倍數上振蕩，但實際上在大多數情況下並非如此。不完全位於(yu) 增益曲線中心的縱模將在頻率上略微偏離這些頻率，並被拉向增益曲線的中心，距離越遠偏移越大。示意如圖，兩(liang) 個(ge) 縱模向增益峰值頻率v0偏移，這個(ge) 效應被稱為(wei) 縱模牽引。簡單來說，諧振腔的帶寬會(hui) 對模式牽引造成影響，它主要取決(jue) 於(yu) 鏡子的反射率和腔長度。因此，如果由於(yu) 腔諧振變化導致增益曲線變化而使淨增益稍微偏向一側(ce) ，則激光波長將沿該方向移動。
當激光束照射像電二極管等高速光電探測器時，除了直流功率項外，還有接近c/2L倍數的基差頻，以及二階差頻，與(yu) c/2L相比，二階差頻的頻率相對較低。隨著腔長度的變化和激光模式在增益曲線上的漂移，每一種模式的牽引效應都會(hui) 略有不同。但是，大數之間的微小差異會(hui) 導致這些二階項的劇烈變化，不斷有模式從(cong) 增益曲線的一端下降並出現在另一端。二階差頻的幅度遠低於(yu) 基頻的幅度，但仍可使用頻譜分析儀(yi) 檢測到。
要出現這些二階差頻，激光器必須能夠同時在至少3個(ge) 縱模上振蕩。（隻有2種模式時，將隻有一個(ge) 差頻，無法產(chan) 生二階差頻。）氦氖激光器的多普勒展寬增益曲線在632.8 nm處的半高全寬(FWHM)約為(wei) 1.5 GHz。要獲得3種模式，需要模式之間的間隔小於(yu) 約500 MHz，這意味著c/2L管長度至少要達到30 cm，典型的是5 mW 的HeNe激光器。同時它應該檢偏使所有縱模具有相同的偏振方向。對於(yu) 相鄰模式產(chan) 生交替偏振的隨機偏振激光器，需要更長的管長度以保證足夠的相同偏振模式或者添加與(yu) 光束偏振成45度的檢偏器獲得同向偏振模式。
查看模式牽引的更精確方法是使用射頻頻譜分析儀(yi) 監控高速光電二極管產(chan) 生的差頻。通過擴展c/2L附近的區域，模式掃描期間的變化將非常明顯。將有平滑的運動以及與(yu) 模式跳躍相對應的突然變化。對於(yu) 每個(ge) 激光器的兩(liang) 種模式，如果將45度檢偏器放置在每個(ge) 激光器的前麵，然後放置一個(ge) 非偏振分束器，那麽(me) 就能觀測到6個(ge) 二階差頻。
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