క్వాంటం కమ్యూనికేషన్: ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లు

క్వాంటం కమ్యూనికేషన్:ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లు

ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ప్రత్యేక ఆప్టికల్ లక్షణాలతో కూడిన ఒక రకమైన లేజర్, ఇది చాలా చిన్న ఆప్టికల్ లైన్‌విడ్త్ (అంటే ఇరుకైన స్పెక్ట్రం)తో లేజర్ పుంజాన్ని ఉత్పత్తి చేసే సామర్థ్యం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క లైన్ వెడల్పు దాని స్పెక్ట్రం యొక్క వెడల్పును సూచిస్తుంది, సాధారణంగా యూనిట్ ఫ్రీక్వెన్సీలోని బ్యాండ్‌విడ్త్‌లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది మరియు ఈ వెడల్పును "స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పు" లేదా కేవలం "లైన్ వెడల్పు" అని కూడా పిలుస్తారు. ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లు ఇరుకైన లైన్ వెడల్పును కలిగి ఉంటాయి, సాధారణంగా కొన్ని వందల కిలోహెర్ట్జ్ (kHz) మరియు కొన్ని మెగాహెర్ట్జ్ (MHz) మధ్య ఉంటాయి, ఇది సాంప్రదాయ లేజర్‌ల స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పు కంటే చాలా చిన్నది.

కుహరం నిర్మాణం ద్వారా వర్గీకరణ:

1. లీనియర్ కేవిటీ ఫైబర్ లేజర్‌లను డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ బ్రాగ్ రిఫ్లెక్షన్ రకం (DBR లేజర్) మరియు డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ రకం (DFB లేజర్) రెండు నిర్మాణాలు. రెండు లేజర్‌ల అవుట్‌పుట్ లేజర్ ఇరుకైన లైన్ వెడల్పు మరియు తక్కువ శబ్దంతో అత్యంత పొందికైన కాంతిని కలిగి ఉంటుంది. DFB ఫైబర్ లేజర్ లేజర్ ఫీడ్‌బ్యాక్ మరియు రెండింటినీ సాధించగలదులేజర్మోడ్ ఎంపిక, కాబట్టి అవుట్‌పుట్ లేజర్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరత్వం మంచిది, మరియు స్థిరమైన సింగిల్ లాంగిట్యూడినల్ మోడ్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందడం సులభం.

2. రింగ్-కేవిటీ ఫైబర్ లేజర్‌లు ఫాబ్రీ-పెరోట్ (FP) జోక్యం కావిటీస్, ఫైబర్ గ్రేటింగ్ లేదా సాగ్నాక్ రింగ్ కావిటీస్ వంటి నారో-బ్యాండ్ ఫిల్టర్‌లను కుహరంలోకి ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా నారో-వెడల్పు లేజర్‌లను అవుట్‌పుట్ చేస్తాయి. అయితే, పొడవైన కావిటీ పొడవు కారణంగా, రేఖాంశ మోడ్ విరామం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు పర్యావరణ ప్రభావంతో మోడ్‌ను జంప్ చేయడం సులభం మరియు స్థిరత్వం తక్కువగా ఉంటుంది.

ఉత్పత్తి అప్లికేషన్:

1. ఆప్టికల్ సెన్సార్ నారో-వెడల్పు లేజర్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సార్‌లకు అనువైన కాంతి వనరుగా, ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సార్‌లతో కలపడం ద్వారా, అధిక-ఖచ్చితత్వం, అధిక-సున్నితత్వ కొలతను సాధించవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఒత్తిడి లేదా ఉష్ణోగ్రత ఫైబర్ ఆప్టిక్ సెన్సార్‌లలో, ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్ యొక్క స్థిరత్వం కొలత ఫలితాల ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.

2. అధిక-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రల్ కొలత ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లు చాలా ఇరుకైన స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి అధిక-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రోమీటర్‌లకు అనువైన వనరులుగా చేస్తాయి. సరైన తరంగదైర్ఘ్యం మరియు లైన్‌విడ్త్‌ను ఎంచుకోవడం ద్వారా, ఖచ్చితమైన స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ మరియు స్పెక్ట్రల్ కొలత కోసం ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. ఉదాహరణకు, గ్యాస్ సెన్సార్లు మరియు పర్యావరణ పర్యవేక్షణలో, వాతావరణంలో ఆప్టికల్ శోషణ, ఆప్టికల్ ఉద్గారం మరియు మాలిక్యులర్ స్పెక్ట్రా యొక్క ఖచ్చితమైన కొలతలను సాధించడానికి ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ లేజర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.

3. లిడార్ సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ నారో లైన్-వెడల్పు ఫైబర్ లేజర్‌లు లిడార్ లేదా లేజర్ రేంజింగ్ సిస్టమ్‌లలో కూడా చాలా ముఖ్యమైన అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉన్నాయి. సింగిల్ ఫ్రీక్వెన్సీ నారో లైన్ వెడల్పు ఫైబర్ లేజర్‌ను డిటెక్షన్ లైట్ సోర్స్‌గా ఉపయోగించి, ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ డిటెక్షన్‌తో కలిపి, ఇది సుదూర (వందల కిలోమీటర్లు) లిడార్ లేదా రేంజ్‌ఫైండర్‌ను నిర్మించగలదు. ఈ సూత్రం ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో OFDR టెక్నాలజీ వలె పనిచేసే సూత్రాన్ని కలిగి ఉంది, కాబట్టి ఇది చాలా ఎక్కువ స్పేషియల్ రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, కొలత దూరాన్ని కూడా పెంచుతుంది. ఈ వ్యవస్థలో, లేజర్ స్పెక్ట్రల్ లైన్ వెడల్పు లేదా కోహెరెన్స్ పొడవు దూరం కొలత పరిధి మరియు కొలత ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ణయిస్తుంది, కాబట్టి కాంతి మూలం యొక్క కోహెరెన్స్ మెరుగ్గా ఉంటే, మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క పనితీరు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.