Новое исследованиелазер с узкой шириной линии
Лазеры с узкой шириной линии излучения играют ключевую роль в широком спектре приложений, таких как прецизионные датчики, спектроскопия и квантовая физика. Помимо ширины спектра, важным фактором является также форма спектра, которая зависит от области применения. Например, мощность по обе стороны линии излучения лазера может вносить ошибки в оптическую обработку кубитов и влиять на точность атомных часов. Что касается шума частоты лазера, то компоненты Фурье, генерируемые спонтанным излучением, попадающим влазерМоды обычно имеют частоты выше 105 Гц, и эти компоненты определяют амплитуды по обе стороны линии. Объединяя коэффициент усиления Генри и другие факторы, определяется квантовый предел, а именно предел Шавлова-Таунса (ST). После устранения технических шумов, таких как вибрация резонатора и дрейф длины, этот предел определяет нижний предел достижимой эффективной ширины линии. Следовательно, минимизация квантового шума является ключевым этапом при проектированиилазеры с узкой шириной линии.
Недавно исследователи разработали новую технологию, позволяющую уменьшить ширину линии лазерного луча более чем в десять тысяч раз. Это исследование может полностью преобразовать области квантовых вычислений, атомных часов и детектирования гравитационных волн. Исследовательская группа использовала принцип вынужденного комбинационного рассеяния света (ВКР), чтобы лазеры могли возбуждать высокочастотные колебания в материале. Эффект сужения ширины линии в тысячи раз выше, чем у традиционных методов. По сути, это эквивалентно предложению новой технологии лазерной спектральной очистки, которая может быть применена к различным типам входных лазеров. Это представляет собой фундаментальный прорыв в областилазерная технология.
Эта новая технология решила проблему мельчайших случайных изменений синхронизации световых волн, которые приводят к снижению чистоты и точности лазерных лучей. В идеальном лазере все световые волны должны быть идеально синхронизированы, но в реальности некоторые световые волны немного опережают или отстают от других, вызывая флуктуации фазы света. Эти фазовые флуктуации создают «шум» в спектре лазера – они размывают частоту лазера и снижают его цветовую чистоту. Принцип рамановской технологии заключается в том, что, преобразуя эти временные нерегулярности в колебания внутри кристалла алмаза, эти колебания быстро поглощаются и рассеиваются (в течение нескольких триллионных долей секунды). Это обеспечивает более плавные колебания оставшихся световых волн, что позволяет достичь более высокой спектральной чистоты и значительно сузить спектр.спектр лазера.
Время публикации: 04 августа 2025 г.