ΕναLaser Line-Strarrow Line είναι μια πηγή λέιζερ που εκπέμπει φως με έναΕξαιρετικά μικρό φασματικό εύρος γραμμής, τυπικά<100 kHz, και σε ορισμένα προηγμένα συστήματα, μέχρι<1 Hz. Αυτά τα λέιζερ έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές που απαιτούνΕξαιρετική σταθερότητα συχνότητας, υψηλή συνοχή,θόρυβος χαμηλής φάσης.
Ορισμός
Διαφυγήαναφέρεται στοφασματικό πλάτος(σε Hz) της συχνότητας εκπομπής λέιζερ .
Εναultra-narrow linewidthσημαίνει ότι το λέιζερ εκπέμπει το φως συμπυκνωμένο σε ένα εξαιρετικά σφιχτό εύρος συχνοτήτων -Κοντά σε μία, καθαρή συχνότητα.
Επιτεύχθηκε απόελαχιστοποιώντας τις διακυμάνσεις της συχνότηταςπου προκαλείται από θερμικό, μηχανικό ή κβαντικό θόρυβο .
Πώς λειτουργεί
Τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη υπερ-narrow γραμμής:
| Τεχνική | Λειτουργία |
|---|---|
| Σχεδιασμός εξωτερικής κοιλότητας (ECL) | Επιμηκύνει τον συντονιστή για να μειώσει το εύρος γραμμής και να αυξήσει την επιλεκτικότητα της συχνότητας |
| Συντονιστής υψηλού q | Χρησιμοποιεί οπτικές κοιλότητες χαμηλής απώλειας για φιλτράρισμα απότομου συντονισμού |
| Οπτική ανατροφοδότηση | Εξωτερικές κοιλότητες αναφοράς για σταθεροποίηση συχνότητας |
| Οδηγοί ρεύματος χαμηλού θορύβου | Μειώνει τον ηλεκτρονικό θόρυβο που μπορεί να διευρύνει |
| Θερμική και μηχανική απομόνωση | Σταθεροποιεί το περιβάλλον για να αποφευχθεί η μετατόπιση συχνότητας |
Τυπικό εύρος γραμμών
| Τύπος λέιζερ | Τυπικό εύρος γραμμής |
|---|---|
| Fabry-Perot λέιζερ | 1-10 MHz |
| Λέιζερ DFB | 100 kHz -1 MHz |
| Laser Line-Strarrow Line | <100 kHz → <1 Hz |
Κοινά μήκη κύματος
1550 nm-Band C-Band (συνηθέστερα) τηλεπικοινωνιών (πιο κοινή)
1064 nm- ND: YAG και συστήματα ανίχνευσης
780 nm, 850 nm, 633 nm- Για εφαρμογές ατομικών, κβαντικών και μετρολογιών
Βασικές παράμετροι
| Παράμετρος | Περιγραφή |
|---|---|
| Διαφυγή | Συνήθως<100 kHz, often <1 kHz, sometimes <1 Hz |
| Θόρυβος φάσης | Εξαιρετικά χαμηλό, κρίσιμο για συνεκτικά συστήματα |
| Σχετικός θόρυβος έντασης (RIN) | Χαμηλή, συχνά καταστέλλεται μέσω εσωτερικής σταθεροποίησης |
| Ισχύς εξόδου | Συνήθως 1-100 MW, αλλά μπορεί να είναι υψηλότερα |
| Σταθερότητα μήκους κύματος | Κρατήθηκε μέσα<1 pm or <0.1 GHz over time |
| Μετατόπιση συχνότητας | Αντισταθμίζεται μέσω ενεργού ελέγχου θερμοκρασίας και ανάδρασης |
Αιτήσεις
| Εφαρμογή | Γιατί το Ultra-Narrow LineWidth είναι απαραίτητο |
|---|---|
| Συνεκτική οπτική επικοινωνία | Ενεργοποιεί συστήματα υψηλής χωρητικότητας, μακρινών αποστάσεων χρησιμοποιώντας QPSK/QAM |
| Ραντάρ Lidar & FMCW | Το στενό εύρος γραμμής είναι κρίσιμο για την ανίχνευση εύρους υψηλής ανάλυσης |
| Φασματοσκοπία | Απαιτείται για την επίλυση πολύ λεπτών φασματικών χαρακτηριστικών |
| Quantum Computing & Sensing | Απαιτείται για να ταιριάζει με ατομικές μεταβάσεις με ακραία ακρίβεια |
| Ατομικά ρολόγια | Τα εξαιρετικά σταθερά λέιζερ χρησιμοποιούνται για την ανάκριση των ατομικών καταστάσεων |
| Μετρολογία και συμβολομετρία | Απόσταση ακριβείας και μέτρηση μετατόπισης |
ΠαραδείγματαLaser Line-Strarrow LineΤεχνολογίες
| Τεχνολογία | Περιγραφή |
|---|---|
| Τα λέιζερ διόδου εξωτερικής κοιλότητας (ECDL) | Επιλεκτική κοιλότητα μήκους κύματος με σχάριο περίθλασης |
| Λέιζερ ινών με εξαιρετικά σταθερές κοιλότητες | Χρήση των υψηλών μαθημάτων Fabry-Pérot Cavities |
| Μονολιθικά λέιζερ Brillouin | Εκμεταλλεύεται μη γραμμικά οπτικά εφέ για εξαιρετικά χαμηλό θόρυβο |
| Λέιζερ κλειδωμένο σε εξαιρετικά σταθερές κοιλότητες | Λίβρα-drever-hall κλείδωμα σε κοιλότητες υπο-Hz |
Περίληψη
| Χαρακτηριστικό | Αξία |
|---|---|
| Διαφυγή | <100 kHz (typically), <1 Hz (advanced) |
| Παραγωγή | Μονής συχνότητας, εξαιρετικά σταθερός |
| Κύριο πλεονέκτημα | Ακραία συχνότητα και συνοχή φάσης |
| Κύριος περιορισμός | Υψηλότερο κόστος και πολυπλοκότητα |