MỘTLaser laser cực kỳ Narrow là nguồn laser phát ra ánh sáng vớiđộ rộng quang phổ cực nhỏ, tiêu biểu<100 kHzvà trong một số hệ thống nâng cao, xuống<1 Hz. Các laser này được thiết kế cho các ứng dụng yêu cầuTần số cực kỳ ổn định, Sự gắn kết cao, VàTiếng ồn pha thấp.
Sự định nghĩa
Độ rộngđề cập đếnchiều rộng quang phổ(bằng Hz) của tần số phát xạ của laser .
MỘTĐộ rộng dòng cực kỳ Narrowcó nghĩa là laser phát ra ánh sáng cô đặc trong một dải tần số cực kỳ chặt chẽ -Gần với một tần số thuần túy duy nhất.
Đạt được bởigiảm thiểu biến động tần sốgây ra bởi nhiễu nhiệt, cơ học hoặc lượng tử .
Cách nó hoạt động
Các công nghệ được sử dụng để đạt được dòng điện cực kỳ Narrow:
| Kỹ thuật | Chức năng |
|---|---|
| Thiết kế khoang bên ngoài (ECL) | Kéo dài bộ cộng hưởng để giảm độ rộng và tăng độ chọn lọc tần số |
| Bộ cộng hưởng cao Q | Sử dụng các khoang quang mất thấp để lọc cộng hưởng sắc nét |
| Phản hồi quang học | Khoang tham chiếu bên ngoài để ổn định tần số |
| Trình điều khiển hiện tại nhiễu thấp | Giảm tiếng ồn điện tử có thể mở rộng độ rộng đường dây |
| Cách ly nhiệt và cơ học | Ổn định môi trường để tránh tần số trôi dạt |
Độ rộng đường tiêu biểu
| Loại laser | Độ rộng đường tiêu biểu |
|---|---|
| Laser Fabry-Perot | 1 trận10 MHz |
| Laser DFB | 100 kHz, 1 MHz |
| Laser laser cực kỳ Narrow | <100 kHz → <1 Hz |
Bước sóng phổ biến
1550nm-Band C (phổ biến nhất)
1064nm- ND: Hệ thống YAG và Sensing
780nm, 850nm, 633nm- Đối với các ứng dụng nguyên tử, lượng tử và đo lường
Tham số chính
| Tham số | Sự miêu tả |
|---|---|
| Độ rộng | Thường xuyên<100 kHz, often <1 kHz, sometimes <1 Hz |
| Tiếng ồn pha | Cực kỳ thấp, quan trọng cho các hệ thống kết hợp |
| Tiếng ồn cường độ tương đối (RIN) | Thấp, thường bị triệt tiêu thông qua ổn định nội bộ |
| Công suất đầu ra | Thường là 1–100 MW, nhưng có thể cao hơn |
| Sự ổn định bước sóng | Tổ chức bên trong<1 pm or <0.1 GHz over time |
| Tần số trôi dạt | Bồi thường thông qua nhiệt độ hoạt động và kiểm soát phản hồi |
Ứng dụng
| Ứng dụng | Tại sao cần phải có độ rộng dòng cực kỳ Narrow |
|---|---|
| Giao tiếp quang học mạch lạc | Cho phép các hệ thống đường dài, công suất cao sử dụng QPSK/QAM |
| Radar Lidar & FMCW | Độ rộng đường hẹp là rất quan trọng để phát hiện phạm vi độ phân giải cao |
| Quang phổ | Cần thiết để giải quyết các tính năng quang phổ rất tốt |
| Điện toán lượng tử & Cảm biến | Bắt buộc phải phù hợp với chuyển đổi nguyên tử với độ chính xác cực cao |
| Đồng hồ nguyên tử | Laser cực kỳ ổn định được sử dụng để thẩm vấn các trạng thái nguyên tử |
| Metrology & giao thoa kế | Khoảng cách chính xác và phép đo dịch chuyển |
Ví dụ vềLaser laser cực kỳ NarrowCông nghệ
| Công nghệ | Sự miêu tả |
|---|---|
| Laser diode khoang bên ngoài (ECDL) | Khoang chọn lọc bước sóng với cách tử nhiễu xạ |
| Laser sợi với khoang cực ổn định | Sử dụng các lỗ hổng Fabry-Pérot có tính tinh tế cao |
| Laser Brillouin nguyên khối | Khai thác các hiệu ứng quang học phi tuyến cho nhiễu cực thấp |
| Laser bị khóa vào khoang cực ổn định | Khóa pound-drever-hall khóa vào các hốc phụ Hz |
Bản tóm tắt
| Tính năng | Giá trị |
|---|---|
| Độ rộng | <100 kHz (typically), <1 Hz (advanced) |
| Đầu ra | Tần số đơn, cực kỳ ổn định |
| Lợi ích chính | Tần số cực kỳ và sự kết hợp pha |
| Giới hạn chính | Chi phí và độ phức tạp cao hơn |