AnLaser Linewidth Ultra-Narrow adalah sumber laser yang memancarkan cahaya denganlinewidth spektrum yang sangat kecil, biasanya<100 kHz, dan dalam beberapa sistem lanjutan, hingga<1 Hz. laser ini direka untuk aplikasi yang memerlukanKestabilan kekerapan yang melampau, koheren tinggi, danbunyi fasa rendah.
Definisi
Linewidthmerujuk kepadalebar spektrum(dalam Hz) kekerapan pelepasan laser .
AnLinewidth Ultra-Narrowbermaksud laser memancarkan cahaya tertumpu dalam julat frekuensi yang sangat ketat -dekat dengan kekerapan murni tunggal.
Dicapai olehmeminimumkan turun naik kekerapandisebabkan oleh bunyi terma, mekanikal, atau kuantum .
Bagaimana ia berfungsi
Teknologi yang digunakan untuk mencapai linewidth ultra-baru:
| Teknik | Fungsi |
|---|---|
| Reka bentuk rongga luaran (ECL) | Memanjangkan resonator untuk mengurangkan linewidth dan meningkatkan selektiviti frekuensi |
| Resonator tinggi Q. | Menggunakan rongga optik yang rendah untuk penapisan resonans tajam |
| Maklum balas optik | Rongga rujukan luaran untuk penstabilan kekerapan |
| Pemandu semasa bunyi rendah | Mengurangkan bunyi elektronik yang dapat meluaskan linewidth |
| Pengasingan termal dan mekanikal | Menstabilkan persekitaran untuk mengelakkan hanyut frekuensi |
Linewidths biasa
| Jenis laser | Linewidth biasa |
|---|---|
| Fabry-Perot Laser | 1-10 MHz |
| DFB Laser | 100 kHz -1 MHz |
| Laser Linewidth Ultra-Narrow | <100 kHz → <1 Hz |
Panjang gelombang biasa
1550 nm-Telecom C-Band (yang paling biasa)
1064 nm- ND: Sistem YAG dan Sensing
780 nm, 850 nm, 633 nm- Untuk aplikasi atom, kuantum, dan metrologi
Parameter utama
| Parameter | Penerangan |
|---|---|
| Linewidth | Biasanya<100 kHz, often <1 kHz, sometimes <1 Hz |
| Kebisingan fasa | Sangat rendah, kritikal untuk sistem yang koheren |
| Kebisingan Intensiti Relatif (RIN) | Rendah, sering ditindas melalui penstabilan dalaman |
| Kuasa output | Biasanya 1-100 mW, tetapi boleh lebih tinggi |
| Kestabilan panjang gelombang | Dipegang ke dalam<1 pm or <0.1 GHz over time |
| Drift frekuensi | Dikompensasi melalui suhu aktif dan kawalan maklum balas |
Aplikasi
| Permohonan | Mengapa Linewidth Ultra-Narrow diperlukan |
|---|---|
| Komunikasi optik yang koheren | Membolehkan kapasiti tinggi, sistem jarak jauh menggunakan qpsk/qam |
| Radar Lidar & FMCW | Linewidth sempit adalah penting untuk pengesanan pelbagai resolusi tinggi |
| Spektroskopi | Diperlukan untuk menyelesaikan ciri spektrum yang sangat halus |
| Pengkomputeran Kuantum & Penginderaan | Diperlukan untuk memadankan peralihan atom dengan ketepatan yang melampau |
| Jam atom | Laser ultra stabil digunakan untuk menginterogasi keadaan atom |
| Metrologi & Interferometri | Jarak ketepatan dan pengukuran anjakan |
ContohLaser Linewidth Ultra-NarrowTeknologi
| Teknologi | Penerangan |
|---|---|
| Laser diod rongga luaran (ECDL) | Rongga panjang gelombang dengan parut difraksi |
| Laser serat dengan rongga ultra stabil | Penggunaan Rongga Fabry-Pérot Tinggi |
| Laser Brillouin monolitik | Mengeksploitasi kesan optik tak linear untuk bunyi ultra-rendah |
| Laser dikunci ke rongga ultra yang stabil | Mengunci pound-thever ke rongga sub-Hz |
Ringkasan
| Ciri | Nilai |
|---|---|
| Linewidth | <100 kHz (typically), <1 Hz (advanced) |
| Output | Frekuensi tunggal, ultra-stabil |
| Faedah utama | Kekerapan dan fasa yang melampau |
| Had utama | Kos dan kerumitan yang lebih tinggi |