Новые исследования лазеров с узкой шириной линии излучения

Новые исследования полазер с узкой шириной линии

Лазеры с узкой шириной линии излучения имеют решающее значение в широком спектре применений, таких как прецизионное зондирование, спектроскопия и квантовая наука. Помимо ширины спектра, важным фактором является также его форма, которая зависит от сценария применения. Например, мощность по обе стороны лазерной линии может вносить ошибки в оптическое управление кубитами и влиять на точность атомных часов. Что касается шума лазерной частоты, то компоненты Фурье, генерируемые спонтанным излучением, попадающим в лазерный луч, представляют собой шум.лазерОбычно частота колебаний превышает 105 Гц, и эти компоненты определяют амплитуды по обе стороны линии. Сочетание коэффициента усиления Генри и других факторов определяет квантовый предел, а именно предел Шавлова-Таунса (СТ). После устранения технических шумов, таких как вибрация резонатора и дрейф длины, этот предел определяет нижний предел достижимой эффективной ширины линии. Поэтому минимизация квантового шума является ключевым шагом в проектировании.лазеры с узкой шириной линии.

Недавно исследователи разработали новую технологию, позволяющую уменьшить ширину лазерного луча более чем в десять тысяч раз. Это исследование может полностью изменить области квантовых вычислений, атомных часов и обнаружения гравитационных волн. Исследовательская группа использовала принцип стимулированного рамановского рассеяния, чтобы позволить лазерам возбуждать высокочастотные колебания внутри материала. Эффект сужения ширины линии в тысячи раз выше, чем при использовании традиционных методов. По сути, это эквивалентно предложению новой технологии спектральной очистки лазера, которая может применяться к различным типам входных лазеров. Это представляет собой фундаментальный прорыв в области...лазерные технологии.

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 генерируют «шум» в спектре лазера — они размывают частоту лазера и снижают чистоту его цвета. Принцип рамановской технологии заключается в том, что, преобразуя эти временные неровности в колебания внутри алмазного кристалла, эти колебания быстро поглощаются и рассеиваются (в течение нескольких триллионных долей секунды). Это приводит к тому, что оставшиеся световые волны имеют более плавные колебания, тем самым достигая более высокой спектральной чистоты и создавая значительный эффект сужения спектра.спектр лазера.