光纤光缆光谱线的宽度, 光纤收发器光源的频率, 室内软光纤网络技术

我们在前面总是说,当粒子从高能态E,向低能态E跃迁时,辐射频率v=h E。-E的光似乎粒子发出的是严格的单色光,即谱线频率的宽度 Av=0。但实际上,谱线总有一定的宽度,我们前面的说法是忽略其宽度的一种近似。理论分析表明,这种谱线宽度是由自然宽度、碰撞增宽和多普勒增宽三部分组成。对于不同的光源,其线宽的主要来源可能不同。在量子力学中有一个能量和时间的不确定关系AE.At≥H

因为粒子在激发态的寿命 是有限的(其数量级一般为10-8s),利用能量和时间的不确定关系知,激发态的能级一定有一个宽度E≥H/T。光谱线的自然宽度正是由这个能级的宽度AE引起的。设激发态粒子的能量在 E2与E2+AE之间,当粒子由 E向基态 E(能级宽度为零)跃迁时,辐射光的频率介于V1=E2-E1/H和光纤传输与网络技术E+AE-EV=h之间,即谱线具有一定宽度av=n-V=将4E>一代人知,这个自然宽度与粒子寿命成反比,寿命越长,v越窄。由于激光是来亚稳态的受激辐射,粒子在亚稳态的寿命较长,因而相应的线宽比自然光源要窄。的越E

由于热运动使粒子之间碰撞频繁,这种碰撞加速了粒子的跃迁,相当于缩短能级的寿命,这就导致了所辐射光谱线宽度的增加,称之为碰撞增宽。对于气体介质,碰撞的频率油定于压强,故这种增宽又称为压力增宽。在氨氛激光器中,若压强为1~2mm汞,6328A

线的碰撞增宽为100-200MHz远远大于其自然线宽的1kHz。在波动学中学过,当光源相对于观者运动时,观者接收到的频率不同于光纤收发器光源的频率。由于粒子在辐射电磁波时,因为热运动而具有不同大小、不同方向的速度,使观者接收到各个原子辐射出光的频率不同,造成谱线的进一步增宽,称为多普勒增宽。在氨氛激光器中6328A谱线的多普勒增宽约为1300MHz,比前两种都要大,是线宽的主要来源。用波长来表示,这个线宽约为18x10-2A