Lézerfrekvencia fluktuációi és frekvenciastabilizáció
Effektív frekvenciafluktuációk forrása nagyrészt az effektív rezonátorhossz (Le) ingadozása. na a levegő törésmutatója, L és l a rezonátor, ill. az aktív közeg hossza, ez utóbbi törésmutatója nm.
Hosszútávú driftek leginkább a hőmérsékletváltozásnak, ill. a lézert körülvevő légnyomás lassú ingadozásának tudhatók be.
Gyors fluktuációk egyik forrása a tükrök akusztikus rezgéseivel kapcsolatos. Ezek az effektív rezonátorhossz ingadozásához vezetnek az akusztikus lökéshullámok okozta na-változások miatt. További ok lehet nm ingadozása a kisülési áram fluktuációi (gázlézerben), légbuborékok jelenléte a festéksugárban (festéklézer), esetleg a pumpálási teljesítmény fluktuációja (optikailag pumpált szilárdtest-lézer) miatt.
Hosszútávú driftek (pl. 1MHz alá) mérséklése érdekében kis hőtágulási együtthatójú anyagokat kell használni a rezonátorban és a környező hőmérsékletet 0,01K pontossággal stabilizálni.
A gyors fluktuációk visszaszorítása még komolyabb kihívás. Jó minőségű rezgésmentesített optikai asztalokra van szükség, és a lézernyaláb útjának megfelelő lefedésére. Gyakori módszer a frekvencia stabilizálására az ún. Pound-Drever-technika, melynek során a kicsatolt nyaláb egy része frekvenciamoduláción esik át, és egy frekvenciaszelektív elemen halad keresztül (pl. Fabry-Perot interferométer, vagy abszorpciós cella). Ha az adott elemen áthaladt nyalábot ezek után egy kvaratikus detektorra vetítjük, a fotoáram-ingadozás előjele arányos lesz a lézerfrekvencia és a Fabry-Perot cella központi frekvenciájának különbségével. Az így kapott jel arra használható, hogy egy elektronikus visszacsatoló-rendszerben hibajelként megmutassa, mennyit kell korrigálni a lézer vivőfrekvenciáján, hogy megegyezzen a Fabry-Perot etalon vagy az abszorpciós cella frekvenciájával.