Ново истраживање ласера ​​са уском ширином линије

Ново истраживање оласер са уском ширином линије

Ласери уске ширине линије су кључни у широком спектру примена као што су прецизна детекција, спектроскопија и квантна наука. Поред спектралне ширине, спектрални облик је такође важан фактор, који зависи од сценарија примене. На пример, снага са обе стране ласерске линије може увести грешке у оптичку манипулацију кубитима и утицати на тачност атомских сатова. Што се тиче шума фреквенције ласера, Фуријеове компоненте генерисане спонтаним зрачењем које улази уласермод су обично виши од 105 Hz, а ове компоненте одређују амплитуде са обе стране линије. Комбиновањем Хенријевог фактора појачања и других фактора, дефинише се квантна граница, наиме Шавлов-Таунсова (СТ) граница. Након елиминисања техничких шумова као што су вибрације шупљине и померање дужине, ова граница одређује доњу границу достижне ефективне ширине линије. Стога је минимизирање квантне шуме кључни корак у дизајнуласери са уском ширином линије.

Недавно су истраживачи развили нову технологију која може смањити ширину линије ласерских зрака за више од десет хиљада пута. Ово истраживање би могло потпуно трансформисати области квантног рачунарства, атомских сатова и детекције гравитационих таласа. Истраживачки тим је користио принцип стимулисаног Рамановог расејања како би омогућио ласерима да побуде вибрације виших фреквенција унутар материјала. Ефекат сужавања ширине линије је хиљадама пута већи од ефекта традиционалних метода. У суштини, то је еквивалентно предлагању нове технологије спектралног пречишћавања ласера ​​која се може применити на различите типове улазних ласера. Ово представља фундаментални пробој у области...ласерска технологија.

Ова нова технологија решила је проблем ситних, насумичних промена времена светлосних таласа које доводе до смањења чистоће и тачности ласерских зрака. У идеалном ласеру, сви светлосни таласи требало би да буду савршено синхронизовани – али у стварности, неки светлосни таласи су мало испред или иза других, што узрокује флуктуације у фази светлости. Ове фазне флуктуације генеришу „шум“ у ласерском спектру – замагљују фреквенцију ласера ​​и смањују чистоћу његове боје. Принцип Раманове технологије је да се претварањем ових временских неправилности у вибрације унутар дијамантског кристала, ове вибрације брзо апсорбују и расипају (у року од неколико трилионитих делова секунде). Ово чини да преостали светлосни таласи имају глађе осцилације, чиме се постиже већа спектрална чистоћа и генерише значајан ефекат сужавања на...ласерски спектар.