Truyền thông lượng tử: laser có độ rộng vạch hẹp

Truyền thông lượng tử:laser có độ rộng vạch hẹp

Laser có độ rộng vạch hẹplà một loại laser có tính chất quang học đặc biệt, được đặc trưng bởi khả năng tạo ra chùm tia laser có độ rộng vạch quang học rất nhỏ (tức là phổ hẹp). Độ rộng vạch của laser có độ rộng vạch hẹp là độ rộng của phổ, thường được biểu thị bằng băng thông trong một đơn vị tần số và độ rộng này cũng được gọi là "độ rộng vạch phổ" hoặc đơn giản là "độ rộng vạch". Laser có độ rộng vạch hẹp có độ rộng vạch hẹp, thường nằm trong khoảng từ vài trăm kilohertz (kHz) đến vài megahertz (MHz), nhỏ hơn nhiều so với độ rộng vạch phổ của laser thông thường.

Phân loại theo cấu trúc khoang:

1. Laser sợi quang khoang tuyến tính được chia thành loại phản xạ Bragg phân tán (Laser DBR) và loại phản hồi phân tán (Tia laser DFB) hai cấu trúc. Tia laser đầu ra của cả hai tia laser đều là ánh sáng có độ đồng nhất cao với độ rộng vạch hẹp và độ nhiễu thấp. Tia laser sợi quang DFB có thể đạt được cả phản hồi tia laser vàtia lazelựa chọn chế độ, do đó độ ổn định tần số laser đầu ra tốt và dễ dàng đạt được chế độ đầu ra theo chiều dọc đơn ổn định.

2. Laser sợi quang khoang vòng tạo ra laser có chiều rộng hẹp bằng cách đưa các bộ lọc băng hẹp như khoang giao thoa Fabry-Perot (FP), lưới sợi quang hoặc khoang vòng Sagnac vào khoang. Tuy nhiên, do chiều dài khoang dài, khoảng chế độ dọc nhỏ và dễ nhảy chế độ dưới tác động của môi trường và độ ổn định kém.

Ứng dụng sản phẩm:

1. Cảm biến quang học Laser có độ rộng hẹp là nguồn sáng lý tưởng cho cảm biến sợi quang, bằng cách kết hợp với cảm biến sợi quang, có thể đạt được phép đo có độ chính xác cao, độ nhạy cao. Ví dụ, trong cảm biến sợi quang áp suất hoặc nhiệt độ, độ ổn định của laser có độ rộng hẹp giúp đảm bảo độ chính xác của kết quả đo.

2. Đo phổ độ phân giải cao Laser có độ rộng vạch phổ rất hẹp, khiến chúng trở thành nguồn lý tưởng cho máy quang phổ độ phân giải cao. Bằng cách chọn đúng bước sóng và độ rộng vạch phổ, laser có độ rộng vạch phổ hẹp có thể được sử dụng để phân tích phổ và đo phổ chính xác. Ví dụ, trong cảm biến khí và giám sát môi trường, laser có độ rộng vạch hẹp có thể được sử dụng để đạt được các phép đo chính xác về hấp thụ quang học, phát xạ quang học và phổ phân tử trong khí quyển.

3. Laser sợi quang hẹp tần số đơn Lidar cũng có ứng dụng rất quan trọng trong hệ thống đo khoảng cách bằng laser hoặc LiDAR. Sử dụng laser sợi quang hẹp tần số đơn làm nguồn sáng phát hiện, kết hợp với phát hiện đồng nhất quang học, có thể xây dựng một máy đo khoảng cách hoặc LiDAR khoảng cách xa (hàng trăm km). Nguyên lý này có cùng nguyên lý hoạt động với công nghệ OFDR trong sợi quang, do đó không chỉ có độ phân giải không gian rất cao mà còn có thể tăng khoảng cách đo. Trong hệ thống này, độ rộng vạch quang phổ laser hoặc độ dài đồng nhất quyết định phạm vi đo khoảng cách và độ chính xác đo, do đó, độ đồng nhất của nguồn sáng càng tốt thì hiệu suất của toàn bộ hệ thống càng cao.