Laser a frequenza singola con prestazioni uniche e ampia gamma di applicazioni

La potenza di uscita dei laser a singola frequenza continua ad aumentare mentre il rumore continua a diminuire, rendendoli i tipi di prodotto più pratici e rappresentativi tra gli attuali laser a singola frequenza. Sono ampiamente utilizzati nel campo della comunicazione in fibra ottica ad alta velocità e ad alta capacità.
I fotoni nella cavità risonante di un laser possono muoversi lungo l'asse della cavità (longitudinale) e la sezione trasversale (trasversale) per emettere il laser. Il laser a frequenza singola, noto anche come laser a modalità longitudinale singola, è un tipo di prodotto laser con vantaggi prestazionali unici, caratterizzato da una combinazione di modalità laser di uscita a modalità trasversale singola e a modalità longitudinale singola.
I laser a frequenza singola sono principalmente sotto forma di laser a stato solido e i loro prodotti comprendono principalmente due categorie: laser a fibra a frequenza singola e laser a semiconduttore a frequenza singola. Le principali soluzioni tecniche per i laser a frequenza singola includono il metodo della cavità corta, il metodo della cavità di dispersione, il metodo della cavità anulare, il metodo del filtro, ecc. Tra questi, il metodo della cavità di dispersione utilizza generalmente l'inserimento di reticoli nella cavità risonante del laser, basato sul principio di reticolo di feedback per ottenere l'emissione laser e comprende due tipi: laser a feedback distribuito (DFB) e laser a riflessione di Bragg distribuita (DBR).
Il laser a frequenza singola con riflettore di Bragg distribuito (DBR), che integra i reticoli di Bragg all'interno della cavità risonante e può integrare più regioni, ha la caratteristica di un'ampia gamma sintonizzabile. Con l'emergere e il continuo progresso della tecnologia delle fibre drogate con terre rare, la potenza di uscita del laser a frequenza singola DBR continua ad aumentare e il rumore continua a diminuire, rendendolo il valore più pratico. È diventato uno dei tipi di prodotto più rappresentativi nell'attuale laser a frequenza singola ed è ampiamente utilizzato nel campo della comunicazione in fibra ad alta velocità e ad alta capacità.
Secondo il "2024-2029 Rapporto sulle previsioni sulle prospettive di ricerca e sviluppo del mercato industriale dei laser a frequenza singola in Cina" pubblicato dal Centro di ricerca industriale di Xin Sijie, i laser a frequenza singola presentano vantaggi come larghezza della linea spettrale stretta, lunga lunghezza di coerenza, rendimento elevato potenza, buona qualità del raggio, bassa rumorosità, struttura compatta, dimensioni ridotte ed elevata stabilità. Sono sensibili alle vibrazioni ad alta precisione e hanno un'elevata precisione di rilevamento a lunga distanza. Pertanto, possono essere ampiamente utilizzati nel telerilevamento, nel rilevamento, nella misurazione della velocità, nella misurazione della distanza, nell'imaging e in altri campi. Hanno evidenti vantaggi competitivi in ​​settori quali la comunicazione, i radar, le scienze della vita, la medicina, l’esplorazione di petrolio e gas, la ricerca scientifica e l’intrattenimento.
Gli analisti del settore di Xinsijie hanno affermato che, grazie alle sue prestazioni uniche, i laser a frequenza singola sono fortemente insostituibili in alcuni campi di applicazione speciali. Pertanto, dall’ingresso nel 21° secolo, la loro tecnologia è stata in continuo miglioramento. In Cina e nel mondo, gli istituti di ricerca relativi ai laser a frequenza singola includono principalmente l'Harbin Institute of Technology, l'Istituto di tecnologia di Pechino, l'Istituto di ottica e meccanica di Shanghai, l'Accademia cinese delle scienze, l'Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e della comunicazione del Giappone, il Centro nazionale per le scienze scientifiche Ricerca in Francia e Langley Research Center negli Stati Uniti. Nel complesso, l’industria globale dei laser a frequenza singola ha prospettive di sviluppo promettenti.