الاتصالات الكمومية:ليزرات ذات خطوط عرض ضيقة
ليزر ذو خط عرض ضيقهو نوع من الليزر يتميز بخصائص بصرية مميزة، ويتميز بقدرته على إنتاج شعاع ليزر بعرض خطي بصري صغير جدًا (أي طيف ضيق). يشير عرض خط الليزر الضيق إلى عرض طيفه، والذي يُعبر عنه عادةً بعرض النطاق الترددي ضمن وحدة التردد، ويُعرف هذا العرض أيضًا باسم "عرض الخط الطيفي" أو ببساطة "عرض الخط". تتميز ليزرات العرض الخطي الضيقة بعرض خطي ضيق، يتراوح عادةً بين بضع مئات من الكيلوهرتز (kHz) وبضعة ميغاهرتز (MHz)، وهو أصغر بكثير من عرض الخط الطيفي لليزرات التقليدية.
التصنيف حسب بنية التجويف:
1. تنقسم ليزرات الألياف ذات التجويف الخطي إلى نوع انعكاس براج الموزع (ليزر DBR) ونوع التغذية الراجعة الموزعة (ليزر DFB) هيكلان. ليزر الإخراج لكلا الليزرين هو ضوء متماسك للغاية بعرض خطي ضيق وضوضاء منخفضة. يمكن لليزر الليفي DFB تحقيق كل من تغذية راجعة بالليزر والليزراختيار الوضع، وبالتالي فإن استقرار تردد الليزر الناتج جيد، ومن الأسهل الحصول على إخراج وضع طولي واحد مستقر.
٢. تُنتج ليزرات الألياف ذات تجويف الحلقة ليزرات ضيقة العرض عن طريق إدخال مرشحات ضيقة النطاق، مثل تجاويف تداخل فابري-بيرو (FP)، أو شبكات الألياف، أو تجاويف حلقات سانياك، في التجويف. ومع ذلك، نظرًا لطول التجويف، يكون الفاصل الزمني للوضع الطولي قصيرًا، ومن السهل الانتقال إلى الوضع البديل تحت تأثير البيئة، كما أن استقراره ضعيف.
تطبيق المنتج:
١. المستشعر البصري: يُعدّ الليزر ضيق النطاق مصدر ضوء مثاليًا لمستشعرات الألياف البصرية، ويمكنه، من خلال دمجه مع هذه المستشعرات، تحقيق قياسات عالية الدقة والحساسية. على سبيل المثال، في مستشعرات الألياف البصرية للضغط أو درجة الحرارة، يُساعد استقرار الليزر ضيق النطاق على ضمان دقة نتائج القياس.
٢. قياس الطيف عالي الدقة: تتميز ليزرات خطوط العرض الضيقة بعرض خطوط طيفية ضيق للغاية، مما يجعلها مصادر مثالية لأجهزة قياس الطيف عالية الدقة. باختيار الطول الموجي وعرض الخط المناسبين، يمكن استخدام ليزرات خطوط العرض الضيقة لإجراء تحليلات وقياسات طيفية دقيقة. على سبيل المثال، في أجهزة استشعار الغازات ومراقبة البيئة، يمكن استخدام ليزرات خطوط العرض الضيقة لإجراء قياسات دقيقة للامتصاص الضوئي والانبعاث الضوئي والأطياف الجزيئية في الغلاف الجوي.
٣. ليزرات ليدار أحادية التردد وضيقة عرض الخط لها تطبيقات مهمة جدًا في أنظمة الليدار أو أنظمة تحديد المدى بالليزر. باستخدام ليزر ليدار أحادي التردد وضيق عرض الخط كمصدر ضوء كاشف، مع كشف التماسك البصري، يمكن بناء ليدار أو جهاز تحديد مدى بعيد المدى (مئات الكيلومترات). هذا المبدأ يعمل بنفس مبدأ تقنية OFDR في الألياف الضوئية، لذا فهو لا يتميز بدقة مكانية عالية فحسب، بل يمكنه أيضًا زيادة مسافة القياس. في هذا النظام، يحدد عرض خط الطيف الليزري أو طول التماسك نطاق قياس المسافة ودقة القياس، فكلما كان تماسك مصدر الضوء أفضل، كان أداء النظام بأكمله أفضل.
وقت النشر: ١٤ أبريل ٢٠٢٥