Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 6, Numéro 1, mars 1971
Page(s) 23 - 30
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019710060102300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 6, 23-30 (1971)
DOI: 10.1051/rphysap:019710060102300

Étude des fluctuations de fréquence de lasers monomodes

E. Boileau, J.-M. Battifol, H. Clergeot et B. Picjnbono

Institut d'Electronique Fondamentale, Faculté des Sciences, 91, Orsay


Abstract
The line-width of a monomode laser is essentially caused by frequency fluctuations. It is generally assumed that these can be separated in short term fluctuations and slow drifts. However, this séparation is not always justified, and we have used a method of analysis which faces this problem. The beat signal of two free-runing independent lasers is processed to give pulses which are studied with a multichannel-analyseur. The results are then either shown on a scope as samples of the instantaneous frequency, or used for numerical computations. We study the fluctuations obtained with serie-manufactured lasers during observation-times varying approximatively from 10 ms to 1 minute. The description of these fluctuations is made with two functions previously introduced in analogous studies, and also a new function which by certain aspects is more powerfull than the former. Results show a possible séparation between drifts and short term fluctuations. For the latter the r. m. s. is about 1 kHz.


Résumé
La largeur de raie d'un oscillateur laser monomode est essentiellement due aux fluctuations de fréquence. On admet généralement que celles-ci peuvent se décomposer en fluctuations à court terme et dérives lentes. Cependant, cette séparation n'est pas toujours justifiée, et nous avons mis au point un dispositif d'analyse permettant d'aborder ce problème. Pour ceci le signal de battement de deux lasers libres et indépendants, est transformé en impulsions qui sont analysées à l'aide d'un sélecteur multicanaux. Les résultats sont ensuite, soit visualisés sous forme d'échantillonnage de la fréquence instantanée, soit traités numériquement. Nous étudions les fluctuations obtenues avec deux lasers de série pendant un temps d'observation T variant approximativement de 10 ms à 1 minute. La description de ces fluctuations est faite en utilisant deux fonctions introduites antérieurement dans des études analogues, et également une nouvelle fonction qui est sur certains points plus avantageuse que les précédentes. Les résultats montrent une possible séparation des dérives et des fluctuations à court terme. L'écart quadratique correspondant à ces dernières est d'environ 1 kHz.

PACS
4255 - Lasing processes.
4260 - Laser optical systems: design and operation.
4320 - Lasers.

Key words
frequency stability -- lasers -- line width -- monomode -- laser -- frequency fluctuations -- short term -- slow drifts -- beat signal