Kvantová komunikace: lasery s úzkou šířkou čáry

Kvantová komunikace:lasery s úzkou šířkou čáry

Laser s úzkou šířkou čáryje druh laseru se speciálními optickými vlastnostmi, který se vyznačuje schopností produkovat laserový paprsek s velmi malou optickou šířkou čáry (tj. úzkým spektrem). Šířka čáry laseru s úzkou šířkou čáry se vztahuje k šířce jeho spektra, obvykle vyjádřené v šířce pásma v rámci jednotkové frekvence, a tato šířka je také známá jako „spektrální šířka čáry“ nebo jednoduše „šířka čáry“. Lasery s úzkou šířkou čáry mají úzkou šířku čáry, obvykle mezi několika stovkami kilohertzů (kHz) a několika megahertzů (MHz), což je mnohem menší než šířka spektrální čáry konvenčních laserů.

Klasifikace podle struktury dutiny:

1. Vláknové lasery s lineární dutinou se dělí na lasery s distribuovanou Braggovou reflexí (DBR laser) a lasery s distribuovanou zpětnou vazbou (DFB laser) dvě struktury. Výstupní laser obou laserů je vysoce koherentní světlo s úzkou šířkou čáry a nízkým šumem. Vláknový laser DFB dokáže dosáhnout jak laserové zpětné vazby, tak ilaservýběr módu, takže stabilita výstupní laserové frekvence je dobrá a je snazší dosáhnout stabilního výstupu jednoho podélného módu.

2. Vláknové lasery s prstencovou dutinou produkují úzkopásmové lasery zavedením úzkopásmových filtrů, jako jsou interferenční dutiny Fabry-Perot (FP), vláknové mřížky nebo Sagnacovy prstencové dutiny, do dutiny. Vzhledem k dlouhé délce dutiny je však interval podélného módu malý a mód snadno přeskočí vlivem prostředí, což má nízkou stabilitu.

Použití produktu:

1. Optický senzor Úzkopásmový laser jako ideální zdroj světla pro optické vláknové senzory může v kombinaci s optickými vláknovými senzory dosáhnout vysoce přesného a citlivého měření. Například u tlakových nebo teplotních optických senzorů pomáhá stabilita úzkopásmového laseru zajistit přesnost výsledků měření.

2. Spektrální měření s vysokým rozlišením Lasery s úzkou šířkou čáry mají velmi úzké spektrální čáry, což z nich činí ideální zdroje pro spektrometry s vysokým rozlišením. Volbou správné vlnové délky a šířky čáry lze lasery s úzkou šířkou čáry použít pro přesnou spektrální analýzu a spektrální měření. Například v plynových senzorech a monitorování životního prostředí lze lasery s úzkou šířkou čáry použít k dosažení přesných měření optické absorpce, optické emise a molekulárních spekter v atmosféře.

3. Lidarové jednofrekvenční vláknové lasery s úzkou šířkou čáry mají také velmi důležité uplatnění v liDAR nebo laserových zaměřovacích systémech. Použitím jednofrekvenčního vláknového laseru s úzkou šířkou čáry jako zdroje detekčního světla v kombinaci s detekcí optické koherence lze vytvořit liDAR nebo dálkoměr na velké vzdálenosti (stovky kilometrů). Tento princip fungování je stejný jako technologie OFDR v optických vláknech, takže má nejen velmi vysoké prostorové rozlišení, ale také může zvýšit měřenou vzdálenost. V tomto systému určuje šířka spektrální čáry laseru nebo koherenční délka rozsah měření vzdálenosti a přesnost měření, takže čím lepší je koherence světelného zdroje, tím vyšší je výkon celého systému.