АНУльтра-нора лазерна лінія є лазерним джерелом, яке випромінює світло за допомогоюНадзвичайно невелика спектральна ширина ліній, як правило,<100 kHz, і в деяких вдосконалених системах, аж до<1 Hz. Ці лазери розроблені для додатків, що потребуютьЕкстремальна стабільність частоти, висока узгодженістьіНизький фазовий шум.
Визначення
Ширинавідноситься доспектральна ширина(в Гц) частоти викидів лазера .
АНУльтра-Нарроузозначає, що лазер випромінює світло, зосереджене в надзвичайно щільному діапазоні -близько до однієї, чистої частоти.
ДосягнутийМінімізація коливань частотивикликаний тепловим, механічним або квантовим шумом .
Як це працює
Технології, що використовуються для досягнення ширини лінії Ultra-Narrow:
| Техніка | Функціонування |
|---|---|
| Зовнішня конструкція порожнини (ECL) | Подовжує резонатор для зменшення ширини ліній та підвищення частотної вибірковості |
| Резонатор з високим рівнем Q | Використовує оптичні порожнини з низькими втратами для різкої резонансної фільтрації |
| Оптичний зворотний зв'язок | Зовнішні референтні порожнини для стабілізації частоти |
| Драйвери струму з низьким рівнем шуму | Зменшує електронний шум, який може розширити ширину лінії |
| Теплова та механічна ізоляція | Стабілізує середовище, щоб уникнути частоти дрейфу |
Типові ліній
| Лазерний тип | Типова ширина ліній |
|---|---|
| Лазер Фабрі-Перо | 1–10 МГц |
| DFB лазер | 100 кГц - 1 МГц |
| Ультра-нора лазерна лінія | <100 kHz → <1 Hz |
Загальні довжини хвилі
1550 нм-Telecom C-діапазон (найпоширеніший)
1064 нм- ND: YAG та зондування системи
780 нм, 850 нм, 633 нм- Для атомних, квантових та метрологічних застосувань
Ключові параметри
| Параметр | Опис |
|---|---|
| Ширина | Зазвичай<100 kHz, often <1 kHz, sometimes <1 Hz |
| Фазовий шум | Надзвичайно низький, критичний для когерентних систем |
| Відносна інтенсивна шум (RIN) | Низька, часто пригнічується через внутрішню стабілізацію |
| Вихідна потужність | Зазвичай 1–100 МВт, але може бути вище |
| Стабільність довжини хвилі | Проводиться в межах<1 pm or <0.1 GHz over time |
| Частотний дрейф | Компенсований через активну температуру та контроль зворотного зв'язку |
Заявки
| Застосування | Чому потрібна ширина лінійки ультра-нора |
|---|---|
| Узгоджене оптичне спілкування | Дозволяє системам високої ємності, за допомогою QPSK/QAM |
| LIDAR & FMCW Радар | Вузька ширина лінії є критичною для виявлення діапазону високої роздільної здатності |
| Спектроскопія | Необхідні для вирішення дуже тонких спектральних функцій |
| Квантові обчислення та зондування | Необхідні для зіставлення атомних переходів з надзвичайною точністю |
| Атомні годинники | Ультра стійкі лазери використовуються для допиту атомних станів |
| Метрологія та інтерферометрія | Точність відстані та вимірювання переміщення |
ПрикладиУльтра-нора лазерна лініяТехнології
| Технологія | Опис |
|---|---|
| Зовнішні порожнині діодні лазери (ECDL) | Селективна порожнина довжини хвилі з дифракційною решіткою |
| Волокно-лазери з ультра стійкими порожнинами | Використання порожнин Фабрі-Плота з високою витонченістю |
| Монолітні лазери Brillouin | Експлуатує нелінійні оптичні ефекти для ультра-низького шуму |
| Лазер, замкнений у надстані порожнини | Found-Drever-Hall замикає до порожнини Sub-HZ |
Резюме
| Означати | Цінність |
|---|---|
| Ширина | <100 kHz (typically), <1 Hz (advanced) |
| Випуск | Одночастотна, ультра стійка |
| Основна вигода | Надзвичайна частота та фазова когерентність |
| Основне обмеження | Більш високі витрати та складність |