光谱波长检测仪的核心在于利用谐振腔的谐振特性来精准测量波长。谐振腔,作为一种具有特定几何形状和尺寸的空间结构,能够在特定的频率范围内产生稳定的电磁场。当外界电磁波进入谐振腔时,会出现两种情况:若外界电磁波的频率与谐振腔的固有频率相等或极为接近,腔内便会产生强烈的共振现象,此时腔内的电磁场强度达到最大值;反之,若外界电磁波的频率与谐振腔的固有频率相差较大,腔内则只会形成微弱的或根本没有共振现象,腔内电磁场强度极小甚至趋近于零。基于此原理,通过巧妙地调节谐振腔的尺寸或形状,使其固有频率与待测信号的频率完美匹配,从而实现对待测信号波长的准确测量。
在测量系统中通过两个耦合结构,即输入端和输出端进行串接。在测量过程中,只需调节光谱波长检测仪的调谐杆或活塞,当谐振腔的谐振频率与待测信号的频率相等时,腔体便会产生谐振,此时腔中的电磁场达到最强状态,通过输出耦合结构耦合输出的功率也达到最大,进而使得检波器输出的检波电流(幅值)最大。而当调节调谐杆或活塞使腔体失谐时,腔中的电磁场变得很弱,相应地,检波电流也会较小甚至为零。
腔体仅有一个耦合结构。当调节调谐活塞使腔体的谐振频率与待测信号的频率相等时,腔体产生谐振,此时系统中有部分能量会进入腔体,导致检波器输出的检波电流减至最小。当腔体失谐时,腔中的电磁场微弱,几乎不会吸收系统中的能量,指示器则会保持正常的输出。
光谱波长检测仪能够精确测量光纤通信中的光信号波长,以及诸如激光器、光放大器、光滤波器等光器件的波长特性,确保光通信系统的稳定运行和高效传输。
可用于测量光子技术中的光信号波长,以及光开关、光调制器、光传感器等光子器件的波长特性,为光子技术的研发和应用提供关键的数据支持。
能够测量光谱学中的光信号波长,以及吸收光谱、发射光谱、荧光光谱等光谱特性,帮助科研人员深入了解物质的光学性质和结构。
可用于测量光信号的波长,以及折射率、色散、相位等光学参数,为光学系统的设计、制造和调试提供准确的测量数据。
其测量速度极快,通常仅需几秒钟即可完成波长的测量,大大提高了工作效率。其次,测量精度高,一般能够达到0.01%或更高的水平,满足了对高精度测量的需求。再者,测量范围广泛,能够覆盖从微波到可见光的各个频段,适用范围极为广阔。此外,测量方法简单,只需调节谐振腔的参数,无需复杂的校准和计算,操作便捷。
测量灵敏度受到谐振腔Q值的限制,Q值越高,灵敏度越高,但同时也会增加谐振腔的损耗和温度敏感性。测量稳定性也容易受到环境因素的影响,温度、湿度、气压等因素都会导致谐振腔的尺寸和形状发生变化,从而影响波长的测量结果。另外,测量分辨率受到谐振腔带宽的限制,带宽越窄,分辨率越高,但同时也会降低光谱波长检测仪的动态范围和信噪比。
例如,景颐光电推出的一体式激光波长检测仪,就具有检测光谱快速、携带方便、低杂散光、精确、谱段可扩展等特点,其性价比非常高,符合中国工业和科研客户的需要。用户只需将检测光源照入采集探头内,就可在毫秒之内检测波长及峰宽等特性。此系统中的光谱仪具有较高的分辨率,适用于半波宽较窄的连续性或者脉冲激光发光光谱测试,在一定程度上弥补了传统光谱波长检测仪的不足。
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