Comunicação quântica: lasers de largura de linha estreita

Comunicação quântica:lasers de largura de linha estreita

Laser de largura de linha estreitaé um tipo de laser com propriedades ópticas especiais, caracterizado pela capacidade de produzir um feixe de laser com uma largura de linha óptica muito pequena (ou seja, espectro estreito). A largura de linha de um laser de largura de linha estreita refere-se à largura de seu espectro, geralmente expressa na largura de banda dentro de uma frequência unitária, e essa largura também é conhecida como "largura de linha espectral" ou simplesmente "largura de linha". Lasers de largura de linha estreita têm uma largura de linha estreita, geralmente entre algumas centenas de quilohertz (kHz) e alguns megahertz (MHz), que é muito menor do que a largura de linha espectral dos lasers convencionais.

Classificação por estrutura de cavidade:

1. Os lasers de fibra de cavidade linear são divididos em tipo de reflexão Bragg distribuída (DBR Laser) e tipo de feedback distribuído (Laser DFB) duas estruturas. O laser de saída de ambos os lasers é uma luz altamente coerente com largura de linha estreita e baixo ruído. O laser de fibra DFB pode alcançar tanto feedback de laser quantolaserseleção de modo, para que a estabilidade da frequência do laser de saída seja boa e seja mais fácil obter uma saída de modo longitudinal única estável.

2. Os lasers de fibra com cavidade em anel emitem lasers de largura estreita introduzindo filtros de banda estreita, como cavidades de interferência de Fabry-Perot (FP), grades de fibra ou cavidades em anel de Sagnac na cavidade. No entanto, devido ao longo comprimento da cavidade, o intervalo do modo longitudinal é pequeno, facilitando a transição de modo sob a influência do ambiente, e a estabilidade é baixa.

Aplicação do produto:

1. Sensor óptico: O laser de largura estreita é uma fonte de luz ideal para sensores de fibra óptica. Em combinação com sensores de fibra óptica, é possível obter medições de alta precisão e sensibilidade. Por exemplo, em sensores de fibra óptica de pressão ou temperatura, a estabilidade do laser de largura estreita ajuda a garantir a precisão dos resultados da medição.

2. Medição espectral de alta resolução Lasers de largura de linha estreita possuem larguras de linha espectrais muito estreitas, tornando-os fontes ideais para espectrômetros de alta resolução. Selecionando o comprimento de onda e a largura de linha corretos, lasers de largura de linha estreita podem ser usados ​​para análises e medições espectrais precisas. Por exemplo, em sensores de gás e monitoramento ambiental, lasers de largura de linha estreita podem ser usados ​​para obter medições precisas de absorção óptica, emissão óptica e espectros moleculares na atmosfera.

3. Os lasers de fibra LiDAR de frequência única e largura de linha estreita também têm aplicações muito importantes em sistemas LiDAR ou de alcance a laser. Utilizando um laser de fibra de frequência única e largura de linha estreita como fonte de luz de detecção, combinado com a detecção por coerência óptica, é possível construir um LiDAR ou telêmetro de longa distância (centenas de quilômetros). Este princípio de funcionamento é o mesmo da tecnologia OFDR em fibra óptica, portanto, não só possui uma resolução espacial muito alta, como também pode aumentar a distância de medição. Neste sistema, a largura da linha espectral do laser ou o comprimento de coerência determinam a faixa de medição da distância e a precisão da medição, portanto, quanto melhor a coerência da fonte de luz, maior o desempenho de todo o sistema.