Материал подготовил Роман Молочков
Тон биений (beatynote) - колебания оптической интенсивности, связанные с комбинацией двух световых волн с различными оптическими частотами.
Если два лазерных пучка с различной оптической частотой складываются на фотодетекторе, измеряющем оптическую интенсивность, то тон биений – т.е. сигнал с частотой, соответствующей разности оптических частот, как правило, можно наблюдать, если выполняются следующие условия:
- - Пространственное распределение этих двух световых полей не должно быть ортогональным. Эта проблема решается с помощью отсечения некоторой части пучков или просто с помощью неравномерностей поверхности детектора.
- - Состояния поляризации также не должны быть ортогональным.
- - Оптическая разность частот должна быть в пределах пропускной способности детектора.
- - Очевидно, что длина волны должна быть в области чувствительности фотодетектора.
На рисунке показан результат наложения двух оптических колебаний с частотной разницей в 25 ТГц.
Детектор, который обладает достаточно быстрой интенсивностью, будет регистрировать колебания мощности, но только с различными частотами.
Поскольку быстрый фотоприемник может иметь пропускную способность в десятки гигагерц (или даже выше), оптические частоты такого порядка могут быть измерены, например, с помощью фотоприемника, которого на выходе электронный счетчик частоты или электронный анализатор спектра. Важным применением этого может являться частотная метрология. Например, частоту некоторых лазеров можно измерить по тону биения между лазером и оптическим сигналом с известной оптической частотой. Такие измерения значительно облегчаются с помощью оптической гребенки частот, которая может охватывать широкий круг четко определенных оптических частот, так что достаточно одной опорной частоты для измерения биения, по которому можно найти любую частоту в широком диапазоне.