Nowe badania na tematlaser o wąskiej szerokości linii
Lasery o wąskiej linii mają kluczowe znaczenie w szerokim zakresie zastosowań, takich jak precyzyjne pomiary, spektroskopia i fizyka kwantowa. Oprócz szerokości widmowej, istotnym czynnikiem jest również kształt widmowy, który zależy od scenariusza zastosowania. Na przykład, moc po obu stronach linii laserowej może wprowadzać błędy w optycznej manipulacji kubitami i wpływać na dokładność zegarów atomowych. Jeśli chodzi o szum częstotliwościowy lasera, składowe Fouriera generowane przez promieniowanie spontaniczne wchodzące do…laserCzęstotliwości modów są zazwyczaj wyższe niż 105 Hz, a te składowe determinują amplitudy po obu stronach linii. Łącząc współczynnik wzmocnienia Henry'ego i inne czynniki, definiuje się granicę kwantową, a mianowicie granicę Schawlowa-Townesa (ST). Po wyeliminowaniu zakłóceń technicznych, takich jak drgania wnęki i dryft długości, granica ta określa dolną granicę osiągalnej efektywnej szerokości linii. Dlatego minimalizacja szumu kwantowego jest kluczowym krokiem w projektowaniulasery o wąskiej szerokości linii.
Niedawno naukowcy opracowali nową technologię, która może zmniejszyć szerokość linii wiązek laserowych ponad dziesięć tysięcy razy. Badania te mogą całkowicie odmienić obliczeniowe kwantowe, zegary atomowe i detekcję fal grawitacyjnych. Zespół badawczy wykorzystał zasadę wymuszonego rozpraszania Ramana, aby umożliwić laserom wzbudzenie drgań o wyższej częstotliwości w materiale. Efekt zawężenia szerokości linii jest tysiące razy większy niż w przypadku tradycyjnych metod. Zasadniczo jest to równoznaczne z zaproponowaniem nowej technologii oczyszczania widma laserowego, którą można zastosować do wielu różnych typów laserów wejściowych. Stanowi to fundamentalny przełom w dziedzinie…technologia laserowa.
Ta nowa technologia rozwiązała problem drobnych, losowych zmian w synchronizacji fal świetlnych, które powodują spadek czystości i dokładności wiązek laserowych. W idealnym laserze wszystkie fale świetlne powinny być idealnie zsynchronizowane – ale w rzeczywistości niektóre fale świetlne są nieznacznie wyprzedzone lub opóźnione w stosunku do innych, powodując wahania fazy światła. Te wahania fazy generują „szum” w widmie lasera – rozmywają częstotliwość lasera i zmniejszają czystość jego koloru. Zasada technologii Ramana polega na tym, że poprzez przekształcenie tych nieregularności czasowych w drgania wewnątrz kryształu diamentu, drgania te są szybko absorbowane i rozpraszane (w ciągu kilku bilionowych części sekundy). Dzięki temu pozostałe fale świetlne mają łagodniejsze oscylacje, osiągając w ten sposób wyższą czystość widmową i generując znaczący efekt zwężenia nawidmo laserowe.
Czas publikacji: 04-08-2025