Comunicare cuantică: lasere cu lățime de linie îngustă

Comunicare cuantică:lasere cu lățime de linie îngustă

Laser cu lățime de linie îngustăeste un tip de laser cu proprietăți optice speciale, caracterizat prin capacitatea de a produce un fascicul laser cu o lățime de linie optică foarte mică (adică, spectru îngust). Lățimea liniei unui laser cu lățime de linie îngustă se referă la lățimea spectrului său, exprimată de obicei în lățimea de bandă într-o unitate de frecvență, iar această lățime este cunoscută și sub numele de „lățime spectrală a liniei” sau pur și simplu „lățime a liniei”. Laserele cu lățime de linie îngustă au o lățime de linie îngustă, de obicei între câteva sute de kiloherți (kHz) și câțiva megaherți (MHz), care este mult mai mică decât lățimea spectrală a liniei laserelor convenționale.

Clasificare după structura cavității:

1. Laserele cu fibră cu cavitate liniară sunt împărțite în tipuri de reflexie Bragg distribuită (laser DBR) și tipuri de feedback distribuit (Laser DFB) două structuri. Laserul de ieșire al ambelor lasere este o lumină extrem de coerentă, cu lățime de linie îngustă și zgomot redus. Laserul cu fibră DFB poate obține atât feedback laser, cât șilaserselectarea modului, astfel încât stabilitatea frecvenței laserului de ieșire este bună și este mai ușor să se obțină o ieșire stabilă într-un singur mod longitudinal.

2. Laserele cu fibră cu cavitate inelară produc lasere cu lățime îngustă prin introducerea în cavitate a unor filtre cu bandă îngustă, cum ar fi cavitățile de interferență Fabry-Perot (FP), rețeaua de fibre sau cavitățile inelare Sagnac. Cu toate acestea, din cauza lungimii mari a cavității, intervalul modului longitudinal este mic și este ușor să se schimbe modul sub influența mediului, iar stabilitatea este slabă.

Aplicarea produsului:

1. Senzor optic Laserul cu lățime îngustă, ca sursă de lumină ideală pentru senzorii cu fibră optică, prin combinarea cu senzorii cu fibră optică, poate obține măsurători de înaltă precizie și sensibilitate. De exemplu, în cazul senzorilor cu fibră optică de presiune sau temperatură, stabilitatea laserului cu lățime de linie îngustă ajută la asigurarea preciziei rezultatelor măsurătorilor.

2. Măsurare spectrală de înaltă rezoluție Laserele cu lățime de linie îngustă au lățimi spectrale ale liniilor foarte înguste, ceea ce le face surse ideale pentru spectrometre de înaltă rezoluție. Prin selectarea lungimii de undă și a lățimii de linie corecte, laserele cu lățime de linie îngustă pot fi utilizate pentru analize spectrale precise și măsurători spectrale. De exemplu, în senzorii de gaz și monitorizarea mediului, laserele cu lățime de linie îngustă pot fi utilizate pentru a obține măsurători precise ale absorbției optice, emisiei optice și spectrelor moleculare din atmosferă.

3. Laserele cu fibră laser cu lățime de linie îngustă și frecvență unică (LiDAR) au aplicații foarte importante și în sistemele liDAR sau de măsurare a distanței cu laser. Folosind un laser cu fibră laser cu lățime de linie îngustă și frecvență unică ca sursă de lumină de detecție, combinat cu detecția de coerență optică, se poate construi un liDAR sau un telemetru pe distanțe lungi (sute de kilometri). Acest principiu de funcționare are același principiu ca și tehnologia OFDR din fibra optică, deci nu numai că are o rezoluție spațială foarte mare, dar poate și crește distanța de măsurare. În acest sistem, lățimea spectrală a liniei laser sau lungimea de coerență determină intervalul de măsurare a distanței și precizia măsurării, astfel încât cu cât coerența sursei de lumină este mai bună, cu atât performanța întregului sistem este mai mare.