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 untuk 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 frekuensi satuan, dan lebar ini juga dikenal sebagai "lebar garis spektral" atau hanya "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 dari kedua laser tersebut 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 panjang, interval mode longitudinal kecil, dan mudah untuk melompat 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 dengan presisi tinggi dan sensitivitas tinggi. Misalnya, pada sensor serat optik tekanan atau suhu, stabilitas laser dengan lebar garis sempit membantu memastikan keakuratan hasil pengukuran.

2. Pengukuran spektral beresolusi tinggi Laser dengan lebar garis sempit memiliki lebar garis spektral yang sangat sempit, sehingga menjadikannya sumber ideal untuk spektrometer beresolusi 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 lebar garis sempit frekuensi tunggal lidar juga memiliki aplikasi yang sangat penting dalam sistem pengukuran jarak laser atau LiDAR. Menggunakan laser serat lebar garis sempit frekuensi tunggal sebagai sumber cahaya deteksi, dikombinasikan dengan deteksi koherensi optik, dapat membangun LiDAR atau pengukur jarak jarak jauh (ratusan kilometer). Prinsip ini memiliki prinsip kerja yang sama dengan teknologi OFDR dalam serat optik, sehingga tidak hanya memiliki resolusi spasial yang sangat tinggi, tetapi juga dapat meningkatkan jarak pengukuran. Dalam sistem ini, lebar garis spektrum laser atau panjang koherensi menentukan rentang pengukuran jarak dan akurasi pengukuran, sehingga semakin baik koherensi sumber cahaya, semakin tinggi kinerja keseluruhan sistem.