Ny forskning påsmal linjebreddelaser
Smallinjede lasere er avgjørende i en rekke bruksområder, som presisjonsmåling, spektroskopi og kvantevitenskap. I tillegg til spektralbredde er spektralform også en viktig faktor, som avhenger av bruksscenarioet. For eksempel kan effekten på begge sider av laserlinjen introdusere feil i den optiske manipulasjonen av qubits og påvirke nøyaktigheten til atomklokker. Når det gjelder laserfrekvensstøy, er Fourier-komponentene generert av spontan stråling som kommer inn ilaserModusen er vanligvis høyere enn 105 Hz, og disse komponentene bestemmer amplitudene på begge sider av linjen. Ved å kombinere Henry-forsterkningsfaktoren og andre faktorer defineres kvantegrensen, nemlig Schawlow-Townes (ST)-grensen. Etter å ha eliminert teknisk støy som hulromsvibrasjon og lengdedrift, bestemmer denne grensen den nedre grensen for den oppnåelige effektive linjebredden. Derfor er minimering av kvantestøy et viktig trinn i utformingen avsmallinjede lasere.
Nylig har forskere utviklet en ny teknologi som kan redusere linjebredden til laserstråler med mer enn ti tusen ganger. Denne forskningen kan fullstendig forvandle feltene kvantedatabehandling, atomklokker og gravitasjonsbølgedeteksjon. Forskerteamet benyttet prinsippet om stimulert Raman-spredning for å gjøre det mulig for lasere å eksitere vibrasjoner med høyere frekvens i materialet. Effekten av å redusere linjebredden er tusenvis av ganger høyere enn ved tradisjonelle metoder. I hovedsak tilsvarer det å foreslå en ny laserspektralrensingsteknologi som kan brukes på en rekke forskjellige typer inngangslasere. Dette representerer et grunnleggende gjennombrudd innen ...laserteknologi.
Denne nye teknologien har løst problemet med ørsmå, tilfeldige endringer i lysbølgenes tidsberegninger som fører til at laserstrålenes renhet og nøyaktighet synker. I en ideell laser burde alle lysbølger være perfekt synkroniserte – men i virkeligheten er noen lysbølger litt foran eller bak andre, noe som forårsaker svingninger i lysets fase. Disse fasesvingningene genererer «støy» i laserspekteret – de gjør laserens frekvens uskarp og reduserer fargens renhet. Prinsippet bak Raman-teknologi er at ved å konvertere disse tidsmessige uregelmessighetene til vibrasjoner i diamantkrystallen, absorberes og forsvinner disse vibrasjonene raskt (innen noen få billiondeler av et sekund). Dette gjør at de gjenværende lysbølgene får jevnere svingninger, og dermed oppnås høyere spektral renhet og genererer en betydelig innsnevrende effekt på ...laserspektrum.
Publisert: 04.08.2025