光谱

Optical Spectrum

光源或某些光束的光学光谱(或发射光谱)包含了关于光能或功率如何在不同波长上分布的信息。通常,它以图表的形式呈现,其中一些光谱量被绘制为波长或光频率的函数。绘制的数量可以是光谱通量,光谱强度或光谱辐射度,但在许多情况下,光谱没有绝对尺度。在某些情况下,人们使用(校准或未校准)对数尺度,例如单位为dBm/nm。

图1显示了超连续光源的数值模拟光谱,超连续光源是一种高度多色光源。与非常宽的光谱相反,单频激光光源的光谱通常具有非常窄的光谱线——在极端情况下,线宽为1 Hz,仅对应于≈ 3*10−12 nm(对于1μm中心波长)。其他激光器的光谱由多条线组成,一些激光器(特别是用于超短脉冲的模式锁定激光器)可以有100纳米或更大的光谱宽度,具有频率梳结构。

数值模拟的宽带超连续光谱
数值模拟的宽带超连续光谱

光谱可以用不同类型的光谱仪(例如光谱仪)记录,它们在覆盖的光谱范围和光谱分辨率方面有很大差异。光谱与光的时间相干特性密切相关。例如,时间相干函数完全确定了频谱。光谱也与电场的傅立叶变换有关。因此,它也被称为光场的傅立叶光谱。

光带宽

光带宽本质上是指光学光谱的宽度。有不同的定义,但经常使用的是半高全宽(FWHM)。

光谱的测量

光学光谱可以用被称为光学光谱分析器的仪器来记录。它们通常是光谱仪的一种,但也有基于完全不同操作原理的其他类型的光谱分析器。例如,有干涉测量设备,使用迈克尔逊干涉仪(→傅立叶变换光谱学)或法布里-佩罗干涉仪。也有可能将光谱分析与成像结合起来。

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