การสื่อสารควอนตัม: เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ

การสื่อสารควอนตัม:เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ

เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นแคบเลเซอร์ชนิดที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ คือเลเซอร์ที่มีคุณสมบัติทางแสงพิเศษ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือสามารถสร้างลำแสงเลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบมาก (กล่าวคือ สเปกตรัมแคบ) ความกว้างของเส้นสเปกตรัมของเลเซอร์ชนิดนี้ หมายถึงความกว้างของสเปกตรัม โดยปกติจะแสดงเป็นแบนด์วิดท์ภายในหน่วยความถี่ และความกว้างนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ความกว้างของเส้นสเปกตรัม" หรือเรียกสั้น ๆ ว่า "ความกว้างของเส้นสเปกตรัม" เลเซอร์ชนิดที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบจะมีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ โดยปกติจะอยู่ระหว่างไม่กี่ร้อยกิโลเฮิร์ตซ์ (kHz) ถึงไม่กี่เมกะเฮิร์ตซ์ (MHz) ซึ่งแคบกว่าความกว้างของเส้นสเปกตรัมของเลเซอร์ทั่วไปมาก

การจำแนกประเภทตามโครงสร้างของโพรง:

1. เลเซอร์ไฟเบอร์แบบโพรงเชิงเส้นแบ่งออกเป็นประเภทการสะท้อนแบบแบร็กกระจาย (DBR Laser) และประเภทการป้อนกลับแบบกระจาย (เลเซอร์ DFB) โครงสร้างสองแบบ เลเซอร์เอาต์พุตของเลเซอร์ทั้งสองตัวเป็นแสงที่มีความสอดคล้องสูง มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบ และมีสัญญาณรบกวนต่ำ เลเซอร์ไฟเบอร์ DFB สามารถทำได้ทั้งการป้อนกลับของเลเซอร์และเลเซอร์การเลือกโหมดทำให้ความถี่เลเซอร์เอาต์พุตมีความเสถียรดี และง่ายต่อการได้เอาต์พุตโหมดตามยาวเดี่ยวที่เสถียร

2. เลเซอร์ใยแก้วแบบวงแหวนให้แสงเลเซอร์ที่มีความกว้างของแถบคลื่นแคบ โดยการใส่ตัวกรองแบบแถบคลื่นแคบ เช่น โพรงรบกวนแบบ Fabry-Perot (FP), ตะแกรงใยแก้ว หรือโพรงวงแหวน Sagnac เข้าไปในโพรง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความยาวของโพรงค่อนข้างมาก ช่วงห่างของโหมดตามแนวยาวจึงแคบ และเกิดการเปลี่ยนโหมดได้ง่ายภายใต้ผลกระทบของสภาพแวดล้อม อีกทั้งยังมีเสถียรภาพต่ำ

การใช้งานผลิตภัณฑ์:

1. เซ็นเซอร์แสง เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นแสงแคบเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมสำหรับเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสง เมื่อนำมาใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสง จะสามารถวัดได้อย่างแม่นยำและมีความไวสูง ตัวอย่างเช่น ในเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงสำหรับวัดความดันหรืออุณหภูมิ ความเสถียรของเลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นแสงแคบจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความถูกต้องของผลการวัด

2. การวัดสเปกตรัมความละเอียดสูง เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบมาก ทำให้เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมสำหรับเครื่องสเปกโทรเมตรความละเอียดสูง โดยการเลือกความยาวคลื่นและความกว้างของเส้นสเปกตรัมที่เหมาะสม เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบสามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมและการวัดสเปกตรัมที่แม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซและการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม เลเซอร์ที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบสามารถใช้เพื่อวัดการดูดกลืนแสง การปล่อยแสง และสเปกตรัมของโมเลกุลในชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ

3. เลเซอร์ไฟเบอร์ความถี่เดียวที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบสำหรับระบบ LiDAR ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานในระบบ LiDAR หรือระบบวัดระยะด้วยเลเซอร์ การใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ความถี่เดียวที่มีความกว้างของเส้นสเปกตรัมแคบเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการตรวจจับ ร่วมกับการตรวจจับความสอดคล้องทางแสง สามารถสร้างระบบ LiDAR หรือเครื่องวัดระยะระยะไกล (หลายร้อยกิโลเมตร) ได้ หลักการนี้มีหลักการทำงานเช่นเดียวกับเทคโนโลยี OFDR ในใยแก้วนำแสง ดังนั้นจึงไม่เพียงแต่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงมาก แต่ยังสามารถเพิ่มระยะการวัดได้อีกด้วย ในระบบนี้ ความกว้างของเส้นสเปกตรัมของเลเซอร์หรือความยาวของความสอดคล้องจะเป็นตัวกำหนดช่วงการวัดระยะทางและความแม่นยำในการวัด ดังนั้นยิ่งความสอดคล้องของแหล่งกำเนิดแสงดีเท่าไร ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น