Komunikacja kwantowa: lasery o wąskiej szerokości linii

Komunikacja kwantowa:lasery o wąskiej szerokości linii

Laser o wąskiej szerokości liniijest rodzajem lasera o specjalnych właściwościach optycznych, który charakteryzuje się zdolnością do wytwarzania wiązki laserowej o bardzo małej szerokości linii optycznej (czyli wąskim widmie). Szerokość linii lasera o wąskiej szerokości linii odnosi się do szerokości jego widma, zwykle wyrażanej w szerokości pasma w obrębie jednostki częstotliwości, a ta szerokość jest również znana jako „szerokość linii widmowej” lub po prostu „szerokość linii”. Lasery o wąskiej szerokości linii mają wąską szerokość linii, zwykle między kilkoma setkami kiloherców (kHz) a kilkoma megahercami (MHz), co jest znacznie mniejsze niż szerokość linii widmowej konwencjonalnych laserów.

Klasyfikacja ze względu na strukturę jamy:

1. Lasery światłowodowe z liniową wnęką dzielą się na lasery z rozproszonym odbiciem Bragga (lasery DBR) i lasery z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (Laser DFB) dwie struktury. Wyjście lasera obu laserów to wysoce spójne światło o wąskiej szerokości linii i niskim poziomie szumów. Laser światłowodowy DFB może osiągnąć zarówno sprzężenie zwrotne lasera, jak ilaserwybór trybu, dzięki czemu stabilność częstotliwości wyjściowej lasera jest dobra i łatwiej jest uzyskać stabilne wyjście pojedynczego trybu podłużnego.

2. Lasery światłowodowe z pierścieniową wnęką generują lasery o wąskiej szerokości poprzez wprowadzanie do wnęki filtrów wąskopasmowych, takich jak wnęki interferencyjne Fabry’ego-Perota (FP), kraty światłowodowe lub wnęki pierścieniowe Sagnaca. Jednak ze względu na dużą długość wnęki, interwał modów podłużnych jest mały i łatwo jest przeskoczyć mod pod wpływem środowiska, a stabilność jest słaba.

Zastosowanie produktu:

1. Czujnik optyczny Wąskoszeroki laser jako idealne źródło światła dla czujników światłowodowych, poprzez połączenie z czujnikami światłowodowymi, może osiągnąć pomiar o wysokiej precyzji i wysokiej czułości. Na przykład w czujnikach światłowodowych ciśnienia lub temperatury stabilność wąskiej linii lasera pomaga zapewnić dokładność wyników pomiaru.

2. Pomiar widmowy o wysokiej rozdzielczości Lasery o wąskiej szerokości linii mają bardzo wąskie szerokości linii widmowych, co czyni je idealnymi źródłami dla spektrometrów o wysokiej rozdzielczości. Wybierając odpowiednią długość fali i szerokość linii, lasery o wąskiej szerokości linii mogą być używane do dokładnej analizy widmowej i pomiaru widmowego. Na przykład w czujnikach gazu i monitorowaniu środowiska lasery o wąskiej szerokości linii mogą być używane do uzyskiwania dokładnych pomiarów absorpcji optycznej, emisji optycznej i widm molekularnych w atmosferze.

3. Lidarowe lasery światłowodowe o wąskiej szerokości linii i pojedynczej częstotliwości mają również bardzo ważne zastosowania w systemach liDAR lub laserowych systemach pomiaru odległości. Używając lasera światłowodowego o wąskiej szerokości linii i pojedynczej częstotliwości jako źródła światła detekcyjnego, w połączeniu z detekcją koherencji optycznej, można zbudować dalekosiężny (setki kilometrów) liDAR lub dalmierz. Zasada ta ma tę samą zasadę działania, co technologia OFDR w światłowodach, więc nie tylko ma bardzo wysoką rozdzielczość przestrzenną, ale także może zwiększyć odległość pomiaru. W tym systemie szerokość linii widmowej lasera lub długość koherencji określa zakres pomiaru odległości i dokładność pomiaru, więc im lepsza koherencja źródła światła, tym wyższa wydajność całego systemu.