波長計(jì)的基本原理是利用諧振腔的諧振特性來實(shí)現(xiàn)波長的測量。諧振腔是一種具有特定幾何形狀和尺寸的空間，它可以在一定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁場。當(dāng)外界的電磁波進(jìn)入諧振腔時(shí)，如果其頻率與諧振腔的固有頻率相等或接近，就會(huì)在腔內(nèi)形成強(qiáng)烈的共振現(xiàn)象，使腔內(nèi)的電磁場強(qiáng)度達(dá)到最大。反之，如果外界電磁波的頻率與諧振腔的固有頻率相差較大，就會(huì)在腔內(nèi)形成弱的或無共振現(xiàn)象，使腔內(nèi)的電磁場強(qiáng)度很小或?yàn)榱?。因此，通過調(diào)節(jié)諧振腔的尺寸或形狀，使其固有頻率與待測信號(hào)的頻率相匹配，就可以測出待測信號(hào)的波長。

波長計(jì)按照其耦合方式可以分為兩種：通過式和吸收式。通過式波長計(jì)通過兩個(gè)耦合結(jié)構(gòu)（輸入端和輸出端）串接在測量系統(tǒng)中。測量時(shí)，只要調(diào)節(jié)波長計(jì)調(diào)諧桿或活塞，使諧振腔的諧振頻率等于待測信號(hào)的頻率，此時(shí)腔體產(chǎn)生諧振，使腔中的電磁場最強(qiáng)，這樣通過輸出耦合結(jié)構(gòu)耦合輸出的功率最大，從而通過檢波器輸出的檢波電流（幅值）也最大。當(dāng)調(diào)節(jié)波長計(jì)的調(diào)諧桿或活塞使腔體失諧時(shí)，此時(shí)腔中的電磁場很弱，因而檢波電流也相應(yīng)較小甚至為零。吸收式波長計(jì)腔體只有一個(gè)耦合結(jié)構(gòu)。當(dāng)調(diào)節(jié)波長計(jì)的調(diào)諧活塞使腔體的諧振頻率等于待測信號(hào)的頻率時(shí)，腔體產(chǎn)生諧振，此時(shí)系統(tǒng)中有部分能量進(jìn)入腔體，使檢波器輸出的檢波電流減至最小。當(dāng)腔體失諧時(shí)，腔中的電磁場很弱，幾乎不吸收系統(tǒng)中的能量，指示器具有正常的輸出。

波長計(jì)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

?  測量速度快，一般只需幾秒鐘就可以完成波長的測量。

?  測量精度高，一般可以達(dá)到0.01%或更高的水平。

?  測量范圍廣，一般可以覆蓋從微波到可見光的各個(gè)頻段。

?  測量方法簡單，只需調(diào)節(jié)諧振腔的參數(shù)，無需復(fù)雜的校準(zhǔn)和計(jì)算。

波長計(jì)的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

?  測量靈敏度受到諧振腔的Q值的限制，Q值越高，靈敏度越高，但同時(shí)也會(huì)增加諧振腔的損耗和溫度敏感性。

?  測量穩(wěn)定性受到環(huán)境因素的影響，溫度、濕度、氣壓等因素都會(huì)導(dǎo)致諧振腔的尺寸和形狀發(fā)生變化，從而影響波長的測量結(jié)果。

?  測量分辨率受到諧振腔的帶寬的限制，帶寬越窄，分辨率越高，但同時(shí)也會(huì)降低波長計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比。

波長計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)：

?  光通信：波長計(jì)可以用于測量光纖通信中的光信號(hào)的波長，以及光器件的波長特性，如激光器、光放大器、光濾波器等。

?  光子技術(shù)：波長計(jì)可以用于測量光子技術(shù)中的光信號(hào)的波長，以及光子器件的波長特性，如光開關(guān)、光調(diào)制器、光傳感器等。

?  光譜學(xué)：波長計(jì)可以用于測量光譜學(xué)中的光信號(hào)的波長，以及光譜特性，如吸收光譜、發(fā)射光譜、熒光光譜等。

?  光學(xué)測量：波長計(jì)可以用于測量光學(xué)測量中的光信號(hào)的波長，以及光學(xué)參數(shù)，如折射率、色散、相位等。