Квантова комунікація:лазери з вузькою шириною лінії
Лазер з вузькою шириною лінії– це вид лазера зі спеціальними оптичними властивостями, який характеризується здатністю генерувати лазерний промінь з дуже малою оптичною шириною лінії (тобто вузьким спектром). Ширина лінії лазера з вузькою шириною лінії відноситься до ширини його спектру, зазвичай вираженої в смузі пропускання в межах одиниці частоти, і ця ширина також відома як «спектральна ширина лінії» або просто «ширина лінії». Лазери з вузькою шириною лінії мають вузьку ширину лінії, зазвичай від кількох сотень кілогерц (кГц) до кількох мегагерц (МГц), що значно менше, ніж спектральна ширина лінії звичайних лазерів.
Класифікація за структурою порожнини:
1. Волоконні лазери з лінійним резонатором поділяються на лазери з розподіленим брэгівським відбиттям (DBR-лазер) та лазери з розподіленим зворотним зв'язком (DFB-лазер) дві структури. Вихідний лазер обох лазерів є висококогерентним світлом з вузькою шириною лінії та низьким рівнем шуму. Волоконний лазер DFB може досягати як лазерного зворотного зв'язку, так ілазервибір режиму, завдяки чому стабільність вихідної лазерної частоти є хорошою, і легше отримати стабільний вихід одного поздовжнього режиму.
2. Волоконні лазери з кільцевим резонатором генерують вузькосмугові лазери завдяки введенню в резонатор вузькосмугових фільтрів, таких як інтерференційні резонатори Фабрі-Перо (FP), волоконні решітки або кільцеві резонатори Саньяка. Однак через велику довжину резонатора поздовжній інтервал мод невеликий, і мода легко перестрибує під впливом навколишнього середовища, що призводить до низької стабільності.
Застосування продукту:
1. Оптичний датчик. Вузькосмуговий лазер як ідеальне джерело світла для волоконно-оптичних датчиків, у поєднанні з волоконно-оптичними датчиками, може досягти високоточних та високочутливих вимірювань. Наприклад, у волоконно-оптичних датчиках тиску або температури стабільність вузькосмугового лазера допомагає забезпечити точність результатів вимірювання.
2. Спектральні вимірювання з високою роздільною здатністю. Лазери з вузькою шириною лінії мають дуже вузьку спектральну ширину лінії, що робить їх ідеальними джерелами для спектрометрів з високою роздільною здатністю. Вибравши правильну довжину хвилі та ширину лінії, лазери з вузькою шириною лінії можна використовувати для точного спектрального аналізу та спектральних вимірювань. Наприклад, у газових сенсорах та моніторингу навколишнього середовища лазери з вузькою шириною лінії можна використовувати для досягнення точних вимірювань оптичного поглинання, оптичного випромінювання та молекулярних спектрів в атмосфері.
3. Одночастотні волоконні лазери з вузькою шириною лінії лідара також мають дуже важливе застосування в системах лідарного випромінювання або лазерного далекоміра. Використання одночастотного волоконного лазера з вузькою шириною лінії як джерела світла для виявлення в поєднанні з оптичним когерентним детектуванням дозволяє створювати лідарні прилади або далекоміри на великі відстані (сотні кілометрів). Цей принцип роботи такий самий, як і технологія OFDR в оптичному волокні, тому він не тільки має дуже високу просторову роздільну здатність, але й може збільшити відстань вимірювання. У цій системі ширина спектральної лінії лазера або довжина когерентності визначає діапазон вимірювання відстані та точність вимірювання, тому чим краща когерентність джерела світла, тим вища продуктивність усієї системи.
Час публікації: 14 квітня 2025 р.