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光纖光纜光譜線的寬度, 光纖收發器光源的頻率, 室內軟光纖網絡技術

我們在前面總是說,當粒子從高能態E,向低能態E躍遷時,輻射頻率v=h E。-E的光似乎粒子發出的是嚴格的單色光,即譜線頻率的寬度 Av=0。但實際上,譜線總有一定的寬度,我們前面的說法是忽略其寬度的一種近似。理論分析表明,這種譜線寬度是由自然寬度、碰撞增寬和多普勒增寬三部分組成。對于不同的光源,其線寬的主要來源可能不同。在量子力學中有一個能量和時間的不確定關系AE.At≥H

因為粒子在激發態的壽命 是有限的(其數量級一般為10-8s),利用能量和時間的不確定關系知,激發態的能級一定有一個寬度E≥H/T。光譜線的自然寬度正是由這個能級的寬度AE引起的。設激發態粒子的能量在 E2與E2+AE之間,當粒子由 E向基態 E(能級寬度為零)躍遷時,輻射光的頻率介于V1=E2-E1/H和光纖傳輸與網絡技術E+AE-EV=h之間,即譜線具有一定寬度av=n-V=將4E>一代人知,這個自然寬度與粒子壽命成反比,壽命越長,v越窄。由于激光是來亞穩態的受激輻射,粒子在亞穩態的壽命較長,因而相應的線寬比自然光源要窄。的越E

由于熱運動使粒子之間碰撞頻繁,這種碰撞加速了粒子的躍遷,相當于縮短能級的壽命,這就導致了所輻射光譜線寬度的增加,稱之為碰撞增寬。對于氣體介質,碰撞的頻率油定于壓強,故這種增寬又稱為壓力增寬。在氨氛激光器中,若壓強為1~2mm汞,6328A

線的碰撞增寬為100-200MHz遠遠大于其自然線寬的1kHz。在波動學中學過,當光源相對于觀者運動時,觀者接收到的頻率不同于光纖收發器光源的頻率。由于粒子在輻射電磁波時,因為熱運動而具有不同大小、不同方向的速度,使觀者接收到各個原子輻射出光的頻率不同,造成譜線的進一步增寬,稱為多普勒增寬。在氨氛激光器中6328A譜線的多普勒增寬約為1300MHz,比前兩種都要大,是線寬的主要來源。用波長來表示,這個線寬約為18x10-2A