Komunikasi kuantum: laser dengan lebar garis sempit

Komunikasi kuantum:laser dengan lebar garis sempit

Laser dengan lebar garis sempitadalah jenis laser dengan sifat optik khusus, yang dicirikan oleh kemampuan menghasilkan sinar laser dengan lebar garis optik yang sangat kecil (yaitu, spektrum sempit). Lebar garis laser dengan lebar garis sempit mengacu pada lebar spektrumnya, biasanya dinyatakan dalam lebar pita dalam satuan frekuensi, dan lebar ini juga dikenal sebagai "lebar garis spektral" atau singkatnya "lebar garis". Laser dengan lebar garis sempit memiliki lebar garis yang sempit, biasanya antara beberapa ratus kilohertz (kHz) dan beberapa megahertz (MHz), yang jauh lebih kecil daripada lebar garis spektral laser konvensional.

Klasifikasi berdasarkan struktur rongga:

1. Laser serat rongga linier dibagi menjadi tipe refleksi Bragg terdistribusi (Laser DBR) dan tipe umpan balik terdistribusi (Laser DFB) dua struktur. Laser keluaran kedua laser adalah cahaya yang sangat koheren dengan lebar garis yang sempit dan noise yang rendah. Laser serat DFB dapat mencapai umpan balik laser danlaserpemilihan mode, sehingga stabilitas frekuensi laser keluaran baik, dan lebih mudah untuk mendapatkan keluaran mode longitudinal tunggal yang stabil.

2. Laser serat rongga cincin menghasilkan laser lebar sempit dengan memasukkan filter pita sempit seperti rongga interferensi Fabry-Perot (FP), kisi serat, atau rongga cincin sagnac ke dalam rongga. Namun, karena panjang rongga yang besar, interval mode longitudinalnya kecil, sehingga mudah terjadi lompatan mode di bawah pengaruh lingkungan, dan stabilitasnya buruk.

Aplikasi Produk:

1. Sensor optik Laser dengan lebar sempit sebagai sumber cahaya ideal untuk sensor serat optik, dengan menggabungkannya dengan sensor serat optik, dapat mencapai pengukuran presisi tinggi dan sensitivitas tinggi. Misalnya, pada sensor serat optik tekanan atau suhu, stabilitas laser dengan lebar garis sempit membantu memastikan akurasi hasil pengukuran.

2. Pengukuran spektral resolusi tinggi. Laser dengan lebar garis sempit memiliki lebar garis spektral yang sangat sempit, menjadikannya sumber ideal untuk spektrometer resolusi tinggi. Dengan memilih panjang gelombang dan lebar garis yang tepat, laser dengan lebar garis sempit dapat digunakan untuk analisis spektral dan pengukuran spektral yang akurat. Misalnya, dalam sensor gas dan pemantauan lingkungan, laser dengan lebar garis sempit dapat digunakan untuk mencapai pengukuran akurat penyerapan optik, emisi optik, dan spektrum molekuler di atmosfer.

3. Laser serat lidar frekuensi tunggal dengan lebar garis sempit juga memiliki aplikasi yang sangat penting dalam sistem lidar atau laser rangefinder. Penggunaan laser serat frekuensi tunggal dengan lebar garis sempit sebagai sumber cahaya deteksi, dikombinasikan dengan deteksi koherensi optik, dapat membangun sistem lidar atau rangefinder jarak jauh (ratusan kilometer). Prinsip kerja laser ini sama dengan teknologi OFDR pada serat optik, sehingga tidak hanya memiliki resolusi spasial yang sangat tinggi, tetapi juga dapat meningkatkan jarak pengukuran. Dalam sistem ini, lebar garis spektral laser atau panjang koherensi menentukan rentang pengukuran jarak dan akurasi pengukuran. Dengan demikian, semakin baik koherensi sumber cahaya, semakin tinggi kinerja keseluruhan sistem.