Penyelidikan Baharu mengenai laser lebar garis sempit

Penyelidikan Baharu tentanglaser lebar garis sempit

Laser lebar garis sempit adalah penting dalam pelbagai aplikasi seperti penderiaan ketepatan, spektroskopi dan sains kuantum. Selain lebar spektrum, bentuk spektrum juga merupakan faktor penting, yang bergantung pada senario aplikasi. Contohnya, kuasa pada kedua-dua belah garis laser mungkin menimbulkan ralat dalam manipulasi optik qubit dan mempengaruhi ketepatan jam atom. Dari segi hingar frekuensi laser, komponen Fourier yang dihasilkan oleh sinaran spontan yang memasukilaserMod biasanya lebih tinggi daripada 105 Hz, dan komponen ini menentukan amplitud pada kedua-dua belah garisan. Dengan menggabungkan faktor peningkatan Henry dan faktor lain, had kuantum, iaitu had Schawlow-Townes (ST), ditakrifkan. Selepas menghapuskan hingar teknikal seperti getaran rongga dan hanyutan panjang, had ini menentukan had bawah lebar garisan berkesan yang boleh dicapai. Oleh itu, meminimumkan hingar kuantum merupakan langkah utama dalam reka bentuklaser lebar garis sempit.

Baru-baru ini, para penyelidik telah membangunkan teknologi baharu yang boleh mengurangkan lebar garis pancaran laser sebanyak lebih daripada sepuluh ribu kali ganda. Penyelidikan ini mungkin mengubah sepenuhnya bidang pengkomputeran kuantum, jam atom dan pengesanan gelombang graviti. Pasukan penyelidikan menggunakan prinsip penyebaran Raman yang dirangsang untuk membolehkan laser merangsang getaran frekuensi tinggi dalam bahan. Kesan penyempitan lebar garis adalah beribu-ribu kali ganda lebih tinggi daripada kaedah tradisional. Pada asasnya, ia bersamaan dengan mencadangkan teknologi penulenan spektrum laser baharu yang boleh digunakan pada pelbagai jenis laser input yang berbeza. Ini mewakili satu kejayaan asas dalam bidangteknologi laser.

Teknologi baharu ini telah menyelesaikan masalah perubahan pemasaan gelombang cahaya rawak yang kecil yang menyebabkan ketulenan dan ketepatan pancaran laser menurun. Dalam laser yang ideal, semua gelombang cahaya sepatutnya disegerakkan dengan sempurna – tetapi pada hakikatnya, sesetengah gelombang cahaya berada sedikit di hadapan atau di belakang yang lain, menyebabkan turun naik dalam fasa cahaya. Turun naik fasa ini menghasilkan "bunyi bising" dalam spektrum laser – ia mengaburkan frekuensi laser dan mengurangkan ketulenan warnanya. Prinsip teknologi Raman ialah dengan menukarkan ketidakteraturan temporal ini kepada getaran dalam kristal berlian, getaran ini diserap dan dilesapkan dengan cepat (dalam beberapa trilion saat). Ini menjadikan gelombang cahaya yang tinggal mempunyai ayunan yang lebih lancar, sekali gus mencapai ketulenan spektrum yang lebih tinggi dan menghasilkan kesan penyempitan yang ketara padaspektrum laser.