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, que se caracteriza 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 anchura de su espectro, generalmente expresada en el ancho de banda dentro de una unidad de frecuencia, y a esta anchura también se le conoce como "ancho de línea espectral" o simplemente "ancho de línea". Los láseres de ancho de línea estrecho tienen un ancho de línea estrecho, generalmente entre unos pocos cientos de kilohercios (kHz) y unos pocos megahercios (MHz), que es 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 Bragg distribuida (láser DBR) y tipo de retroalimentación distribuida (Láser DFB) dos estructuras. El láser de salida de ambos láseres es una luz altamente coherente con un ancho de línea estrecho y bajo nivel de ruido. El láser de fibra DFB puede lograr tanto retroalimentación láser como...láserSelección de modo, por lo que la estabilidad de la frecuencia del láser de salida es buena y es más fácil obtener una salida de modo longitudinal único estable.

2. Los láseres de fibra con cavidad anular generan láseres de ancho estrecho mediante la introducción de filtros de banda estrecha, como cavidades de interferencia Fabry-Perot (FP), rejilla de fibra o cavidades anulares de Sagnac. Sin embargo, debido a la gran longitud de la cavidad, el intervalo longitudinal entre modos es pequeño, lo que facilita la transición entre modos debido a la influencia del entorno y la estabilidad es deficiente.

Aplicación del producto:

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

2. Medición espectral de alta resolución. Los láseres de ancho de línea estrecho tienen anchos de línea espectral muy estrechos, 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 un análisis y una medición espectrales precisos. 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 también tienen aplicaciones muy importantes en sistemas lidar o de medición de distancia por láser. Utilizando 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 larga distancia (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 longitud de coherencia, determina el rango 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.