Ново истражување за ласер со тесна ширина на линијата

Ново истражување заласер со тесна ширина на линијата

Ласерите со тесна ширина на линијата се клучни во широк спектар на апликации како што се прецизно мерење, спектроскопија и квантна наука. Покрај спектралната ширина, спектралната форма е исто така важен фактор, што зависи од сценариото на апликацијата. На пример, моќноста од двете страни на ласерската линија може да внесе грешки во оптичката манипулација на кубитите и да влијае на точноста на атомските часовници. Во однос на ласерскиот фреквентен шум, Фуриеовите компоненти генерирани од спонтано зрачење што влегува воласеррежимот обично се повисоки од 105 Hz, а овие компоненти ги одредуваат амплитудите од двете страни на линијата. Со комбинирање на факторот на засилување на Хенри и други фактори, се дефинира квантната граница, имено границата на Шавлов-Таунс (ST). По елиминирањето на техничките звуци како што се вибрациите на шуплината и поместувањето на должината, оваа граница ја одредува долната граница на остварливата ефективна ширина на линијата. Затоа, минимизирањето на квантниот шум е клучен чекор во дизајнирањето наласери со тесна ширина на линијата.

Неодамна, истражувачите развија нова технологија што може да ја намали ширината на линијата на ласерските зраци за повеќе од десет илјади пати. Ова истражување може целосно да ги трансформира областите на квантното пресметување, атомските часовници и детекцијата на гравитациски бранови. Истражувачкиот тим го искористи принципот на стимулирано Раманово расејување за да им овозможи на ласерите да возбудуваат вибрации со повисока фреквенција во материјалот. Ефектот од стеснувањето на ширината на линијата е илјадници пати поголем од оној на традиционалните методи. Во суштина, тоа е еквивалентно на предлагање нова технологија за ласерско спектрално прочистување што може да се примени на различни типови влезни ласери. Ова претставува фундаментален пробив во областа наласерска технологија.

Оваа нова технологија го реши проблемот со минијатурните случајни промени во времето на светлинските бранови што предизвикуваат намалување на чистотата и точноста на ласерските зраци. Во идеален ласер, сите светлински бранови треба да бидат совршено синхронизирани - но во реалноста, некои светлински бранови се малку пред или зад другите, предизвикувајќи флуктуации во фазата на светлината. Овие фазни флуктуации генерираат „шум“ во ласерскиот спектар - тие ја замаглуваат фреквенцијата на ласерот и ја намалуваат неговата чистота на бојата. Принципот на Рамановата технологија е дека со претворање на овие временски неправилности во вибрации во рамките на дијамантскиот кристал, овие вибрации брзо се апсорбираат и распрснуваат (во рок од неколку трилионити делови од секундата). Ова ги прави преостанатите светлински бранови да имаат помазни осцилации, со што се постигнува поголема спектрална чистота и се генерира значително стеснување наласерски спектар.