Comunicación cuántica: láseres de ancho de línea estrecho

Comunicación cuántica:láseres de ancho de línea estrecho

Láser de ancho de línea estrechoEs un tipo de láser con propiedades ópticas especiales, caracterizado por su capacidad para producir un haz láser con un ancho de línea óptico muy pequeño (es decir, un espectro estrecho). El ancho de línea de un láser de ancho de línea estrecho se refiere a la amplitud de su espectro, generalmente expresada en ancho de banda dentro de una frecuencia unitaria, y también se conoce como "ancho de línea espectral" o simplemente "ancho de línea". Los láseres de ancho de línea estrecho tienen un ancho de línea reducido, generalmente 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 tipo de reflexión de Bragg distribuida (láser DBR) y tipo de retroalimentación distribuida (Láser DFB) dos estructuras. El láser de salida de ambos láseres es luz altamente coherente con ancho de línea estrecho y bajo ruido. El láser de fibra DFB puede lograr tanto retroalimentación láser comoláserGracias a la selección de modo, la estabilidad de la frecuencia del láser de salida es buena y resulta más fácil obtener una salida estable de modo longitudinal único.

2. Los láseres de fibra con 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, en la cavidad. Sin embargo, debido a la gran longitud de la cavidad, el intervalo entre modos longitudinales es pequeño, lo que facilita el cambio de modo bajo 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 obtener 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 la medición.

2. Medición espectral de alta resolución. Los láseres de ancho de línea estrecho poseen anchos de línea espectral muy reducidos, lo que los convierte en fuentes ideales para espectrómetros de alta resolución. Al seleccionar la longitud de onda y el ancho de línea adecuados, estos láseres pueden utilizarse para análisis y mediciones espectrales precisas. Por ejemplo, en sensores de gas y monitoreo ambiental, permiten obtener mediciones precisas de absorción óptica, emisión óptica y espectros moleculares en la atmósfera.

3. Los láseres de fibra de ancho de línea estrecho y frecuencia única para LiDAR también tienen aplicaciones muy importantes en sistemas LiDAR o de medición láser. Al utilizar un láser de fibra de ancho de línea estrecho y frecuencia única 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 es similar al de la tecnología OFDR en fibra óptica, por lo que no solo ofrece una resolución espacial muy alta, sino que también puede aumentar la distancia de medición. En este sistema, el ancho de línea espectral del láser o la longitud de coherencia determina el rango de medición de distancia y la precisión de la medición; por lo tanto, cuanto mejor sea la coherencia de la fuente de luz, mayor será el rendimiento de todo el sistema.