Communication quantique : lasers à largeur de raie étroite

Communication quantique :lasers à largeur de raie étroite

Laser à largeur de ligne étroiteUn laser aux propriétés optiques particulières se caractérise par sa capacité à produire un faisceau laser à très faible largeur de raie optique (c'est-à-dire à spectre étroit). La largeur de raie d'un laser à faible largeur de raie correspond à la largeur de son spectre, généralement exprimée en bande passante au sein d'une unité de fréquence. Cette largeur est également appelée « largeur de raie spectrale » ou simplement « largeur de raie ». Les lasers à faible largeur de raie ont une largeur de raie étroite, généralement comprise entre quelques centaines de kilohertz (kHz) et quelques mégahertz (MHz), ce qui est bien inférieur à la largeur de raie spectrale des lasers conventionnels.

Classification par structure de cavité :

1. Les lasers à fibre à cavité linéaire sont divisés en type à réflexion de Bragg distribuée (laser DBR) et type à rétroaction distribuée (Laser DFB) deux structures. Le laser de sortie des deux lasers produit une lumière hautement cohérente avec une largeur de raie étroite et un faible bruit. Le laser à fibre DFB peut réaliser à la fois une rétroaction laser etlasersélection de mode, de sorte que la stabilité de la fréquence laser de sortie est bonne et il est plus facile d'obtenir une sortie en mode longitudinal unique stable.

2. Les lasers à fibre à cavité annulaire produisent des lasers à faible largeur de bande grâce à l'introduction de filtres à bande étroite tels que des cavités interférentielles Fabry-Perot (FP), des réseaux de fibres ou des cavités annulaires Sagnac. Cependant, en raison de la grande longueur de la cavité, l'intervalle de mode longitudinal est faible, ce qui facilite les sauts de mode sous l'influence de l'environnement et la stabilité est médiocre.

Application du produit :

1. Capteur optique. Le laser à faible largeur de raie, source lumineuse idéale pour les capteurs à fibre optique, permet, en combinaison avec ces derniers, des mesures de haute précision et de haute sensibilité. Par exemple, pour les capteurs à fibre optique de pression ou de température, la stabilité du laser à faible largeur de raie garantit la précision des résultats de mesure.

2. Mesure spectrale haute résolution. Les lasers à faible largeur de raie présentent des largeurs de raie spectrales très étroites, ce qui en fait des sources idéales pour les spectromètres haute résolution. En sélectionnant la longueur d'onde et la largeur de raie appropriées, ils permettent une analyse et une mesure spectrales précises. Par exemple, dans les capteurs de gaz et la surveillance environnementale, ils permettent d'obtenir des mesures précises de l'absorption optique, de l'émission optique et des spectres moléculaires dans l'atmosphère.

3. Les lasers à fibre monofréquence à bande étroite Lidar trouvent également des applications importantes dans les systèmes de télémétrie LiDAR ou laser. L'utilisation d'un laser à fibre monofréquence à bande étroite comme source lumineuse de détection, combinée à la détection par cohérence optique, permet de construire un LiDAR ou télémètre longue distance (des centaines de kilomètres). Ce principe, identique à celui de la technologie OFDR sur fibre optique, offre non seulement une très haute résolution spatiale, mais permet également d'augmenter la distance de mesure. Dans ce système, la largeur de la raie spectrale laser, ou longueur de cohérence, détermine la portée et la précision de la mesure. Ainsi, plus la cohérence de la source lumineuse est élevée, plus le système est performant.