Kvantkommunikatsioon: kitsa joonelaiusega laserid

Kvantkommunikatsioon:kitsa joonelaiusega laserid

Kitsa joonelaiusega laseron spetsiaalsete optiliste omadustega laser, mida iseloomustab võime tekitada väga väikese optilise joonelaiusega (st kitsa spektriga) laserkiirt. Kitsa joonelaiusega laseri joonelaius viitab selle spektri laiusele, mida tavaliselt väljendatakse ribalaiuses ühikusageduse piires, ja seda laiust tuntakse ka kui "spektraalse joonelaiust" või lihtsalt "joonelaiust". Kitsa joonelaiusega laseritel on kitsas joonelaius, tavaliselt mõnesaja kilohertsi (kHz) ja mõne megahertsi (MHz) vahel, mis on palju väiksem kui tavapäraste laserite spektraaljoone laius.

Klassifikatsioon õõnsuste struktuuri järgi:

1. Lineaarsed õõnsuskiudlaserid jagunevad hajutatud Braggi peegeldusega laseriteks (DBR-laser) ja hajutatud tagasisidega laseriteks (DFB-laser) kaks struktuuri. Mõlema laseri väljundlaser on väga koherentne valgus, millel on kitsas joone laius ja madal müratase. DFB-kiudlaser suudab saavutada nii lasertagasisidet kui kalaserrežiimi valik, nii et väljundlaseri sageduse stabiilsus on hea ja stabiilse ühe pikisuunalise režiimi väljundi saamine on lihtsam.

2. Rõngasõõnsusega kiudlaserid tekitavad kitsaribaliste filtrite, näiteks Fabry-Peroti (FP) interferentsiõõnsuste, kiudvõrede või sagnaci rõngasõõnsuste sisestamise teel kitsaribalisi lasereid. Kuid õõnsuse pika pikkuse tõttu on pikisuunaline moodivahemik lühike, keskkonna mõjul on lihtne moodi vahetada ja stabiilsus on halb.

Toote rakendus:

1. Optiline andur Kitsa joonlaiusega laser on ideaalne valgusallikas kiudoptiliste andurite jaoks ning kombineerituna kiudoptiliste anduritega on võimalik saavutada suure täpsusega ja tundlikkusega mõõtmisi. Näiteks rõhu- või temperatuurikiudoptiliste andurite puhul aitab kitsa joonlaiusega laseri stabiilsus tagada mõõtmistulemuste täpsuse.

2. Kõrglahutusega spektraalmõõtmine Kitsa spektraaljoone laius laseritel on väga kitsad spektraaljoone laiused, mis teeb neist ideaalsed allikad kõrglahutusega spektromeetrite jaoks. Õige lainepikkuse ja joone laiuse valimisega saab kitsa joone laiusega lasereid kasutada täpseks spektraalanalüüsiks ja spektraalmõõtmiseks. Näiteks gaasisensorites ja keskkonnaseires saab kitsa joone laiusega lasereid kasutada atmosfääri optilise neeldumise, optilise emissiooni ja molekulaarspektrite täpseks mõõtmiseks.

3. Lidari ühesageduslikel kitsa joonelaiusega kiudlaseril on väga olulised rakendused ka liDAR-i või laserkaugusmõõtmissüsteemides. Kasutades ühesageduslikku kitsa joonelaiusega kiudlaserit tuvastusvalgusallikana koos optilise koherentsuse tuvastamisega, saab luua pika vahemaa (sadade kilomeetrite) liDAR-i või kaugusmõõtja. Sellel põhimõttel on sama tööpõhimõte kui OFDR-tehnoloogial optilises kius, seega pole sellel mitte ainult väga kõrge ruumiline eraldusvõime, vaid see võib ka suurendada mõõtekaugust. Selles süsteemis määrab laseri spektraaljoone laius või koherentsuse pikkus kauguse mõõtmisvahemiku ja mõõtmise täpsuse, seega mida parem on valgusallika koherentsus, seda parem on kogu süsteemi jõudlus.