Comunicación cuántica: láseres de línea espectral estrecha

Comunicación cuántica:láseres de línea espectral estrecha

Láser de línea espectral estrechaUn láser de línea estrecha es un tipo de láser con propiedades ópticas especiales, caracterizado por su capacidad para producir un haz láser con un ancho de línea óptica muy pequeño (es decir, un espectro estrecho). El ancho de línea de un láser de línea estrecha se refiere al ancho de su espectro, generalmente expresado en ancho de banda dentro de una unidad de frecuencia, y también se conoce como «ancho de línea espectral» o simplemente «ancho de línea». Los láseres de línea estrecha tienen un ancho de línea reducido, normalmente entre unos pocos cientos de kilohercios (kHz) y unos pocos megahercios (MHz), mucho menor que el ancho de línea espectral de los láseres convencionales.

Clasificación según la estructura de la cavidad:

1. Los láseres de fibra de cavidad lineal se dividen en dos tipos: láser de reflexión de Bragg distribuida (láser DBR) y láser de retroalimentación distribuida (Láser DFB) dos estructuras. El láser de salida de ambos láseres es luz altamente coherente con un ancho de línea estrecho y bajo ruido. El láser de fibra DFB puede lograr tanto la retroalimentación láser comoláserLa selección de modo permite una buena estabilidad de la frecuencia del láser de salida y facilita la obtención de una salida estable en modo longitudinal único.

2. Los láseres de fibra de cavidad anular generan láseres de banda estrecha mediante la introducción de filtros de banda estrecha, como cavidades de interferencia Fabry-Perot (FP), rejillas de fibra o cavidades anulares Sagnac. Sin embargo, debido a la gran longitud de la cavidad, el intervalo entre modos longitudinales es pequeño, lo que facilita el salto de modo ante la influencia del entorno y reduce la estabilidad.

Aplicación del producto:

1. Sensor óptico: El láser de ancho de línea estrecho, como fuente de luz ideal para sensores de fibra óptica, permite realizar mediciones de alta precisión y sensibilidad. Por ejemplo, en sensores de fibra óptica de presión o temperatura, la estabilidad del láser de ancho de línea estrecho garantiza la exactitud de los resultados de medición.

2. Medición espectral de alta resolución. Los láseres de línea espectral estrecha presentan anchos de línea muy reducidos, lo que los convierte en fuentes ideales para espectrómetros de alta resolución. Mediante la selección de la longitud de onda y el ancho de línea adecuados, estos láseres permiten realizar análisis y mediciones espectrales precisas. Por ejemplo, en sensores de gas y monitorización ambiental, se pueden utilizar para obtener mediciones precisas de la absorción óptica, la emisión óptica y los espectros moleculares en la atmósfera.

3. Los láseres de fibra LiDAR de frecuencia única y ancho de línea estrecho tienen aplicaciones muy importantes en sistemas LiDAR o de medición de distancias por láser. Al utilizar un láser de fibra de frecuencia única y ancho de línea estrecho como fuente de luz de detección, combinado con la detección de coherencia óptica, se puede construir un LiDAR o telémetro de largo alcance (cientos de kilómetros). Este principio de funcionamiento es similar al de la tecnología OFDR en fibra óptica, por lo que no solo ofrece una resolución espacial muy alta, sino que también permite aumentar la distancia de medición. En este sistema, el ancho de línea espectral del láser o la longitud de coherencia determina el alcance y la precisión de la medición de distancia; por lo tanto, cuanto mayor sea la coherencia de la fuente de luz, mayor será el rendimiento del sistema en su conjunto.