Spektralreinheit

Spektralreinheit bezeichnet die Eigenschaft eines Signals oder einer Lichtquelle, dessen Spektrum möglichst nur Inhalte einer gewünschten Frequenz oder einer engen Bandbreite enthält, während unerwünschte spektrale Anteile minimiert sind. In der Optik ist sie besonders wichtig für Laserquellen, Spektrometersysteme und frequenzstabile Kommunikationssysteme. Eine hohe Spektralreinheit geht oft mit einer schmalen Linienbreite (Δν) und einer geringen Anteilsanzahl von Nebenlinien oder Seitenbändern einher, was Kohärenz, Stabilität und Störfestigkeit verbessert.

Messgrößen und Verfahren: Die Spektralreinheit wird durch die Linienbreite, das Seitenbandverhältnis oder den Spektralformfaktor beschrieben. Typische Messmethoden umfassen Spektrumanalysatoren, optische Spektrometer oder heterodyn- und interferometrische Techniken, aus denen sich die zentrale Frequenz, die Breite und die Form ableiten lassen.

Ursachen für Abweichungen: Temperatur- und Druckfluktuationen, Stromrauschen, mechanische Vibrationen, Modenwettbewerb in Lasern sowie Nichtlinearitäten in optischen Systemen können die Reinheit reduzieren.

Anwendungen: In der Quantenoptik, der Frequenzmetrologie und der hochpräzisen Spektroskopie ist eine geringe Spektralreinheit oft kritisch. In der Telekommunikation senkt sie Störungen und steigert die Effizienz; in der Lithografie beeinflusst sie die Auflösung.

Siehe auch: Linienbreite, Kohärenz, Frequenzstabilität, Spektrumanalyse.