Bagong Pananaliksik sa makitid na linewidth laser

Bagong Pananaliksik salaser na may makitid na lapad ng linya

Ang mga narrow-linewidth laser ay mahalaga sa malawak na hanay ng mga aplikasyon tulad ng precision sensing, spectroscopy, at quantum science. Bukod sa spectral width, ang spectral shape ay isa ring mahalagang salik, na nakadepende sa sitwasyon ng aplikasyon. Halimbawa, ang lakas sa magkabilang panig ng laser line ay maaaring magdulot ng mga error sa optical manipulation ng mga qubit at makaapekto sa katumpakan ng mga atomic clocks. Sa usapin ng laser frequency noise, ang mga Fourier component na nalilikha ng kusang radiation na pumapasok salaserAng mga mode ay karaniwang mas mataas kaysa sa 105 Hz, at ang mga bahaging ito ang nagtatakda ng mga amplitude sa magkabilang panig ng linya. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng Henry enhancement factor at iba pang mga salik, ang quantum limit, lalo na ang Schawlow-Townes (ST) limit, ay tinukoy. Matapos alisin ang mga teknikal na ingay tulad ng cavity vibration at length drift, tinutukoy ng limitasyong ito ang mas mababang limitasyon ng makakamit na epektibong lapad ng linya. Samakatuwid, ang pagliit ng quantum noise ay isang mahalagang hakbang sa disenyo ngmga laser na may makitid na lapad ng linya.

Kamakailan lamang, nakabuo ang mga mananaliksik ng isang bagong teknolohiya na maaaring mabawasan ang linewidth ng mga laser beam nang mahigit sampung libong beses. Ang pananaliksik na ito ay maaaring ganap na magpabago sa mga larangan ng quantum computing, atomic clocks, at gravitational wave detection. Ginamit ng pangkat ng pananaliksik ang prinsipyo ng stimulated Raman scattering upang paganahin ang mga laser na pukawin ang mga higher-frequency vibrations sa loob ng materyal. Ang epekto ng pagpapaliit ng linewidth ay libu-libong beses na mas mataas kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan. Sa esensya, katumbas ito ng pagmumungkahi ng isang bagong teknolohiya ng laser spectral purification na maaaring ilapat sa iba't ibang uri ng input lasers. Ito ay kumakatawan sa isang pangunahing tagumpay sa larangan ng...teknolohiya ng laser.

Nalutas ng bagong teknolohiyang ito ang problema ng maliliit na random na pagbabago sa tiyempo ng light wave na nagiging sanhi ng pagbaba ng kadalisayan at katumpakan ng mga laser beam. Sa isang mainam na laser, lahat ng light wave ay dapat na perpektong naka-synchronize – ngunit sa katotohanan, ang ilang light wave ay bahagyang nauuna o nahuhuli sa iba, na nagdudulot ng mga pagbabago-bago sa phase ng liwanag. Ang mga phase fluctuation na ito ay lumilikha ng "ingay" sa laser spectrum – pinapalabo nila ang frequency ng laser at binabawasan ang kadalisayan ng kulay nito. Ang prinsipyo ng teknolohiyang Raman ay sa pamamagitan ng pag-convert ng mga temporal irregularity na ito sa mga vibrations sa loob ng diamond crystal, ang mga vibrations na ito ay mabilis na nasisipsip at napapawi (sa loob ng ilang trilyon ng isang segundo). Ginagawa nitong mas maayos ang mga oscillations ng natitirang light wave, kaya nakakamit ang mas mataas na spectral purity at bumubuo ng isang makabuluhang epekto sa pagkipot sa...ispektrum ng laser.