德国研究人员开发出世界上最小线宽激光器

时间:2021-10-14 00:43 作者:lol比赛外围网站
本文摘要:激光器是仪器的代名词,但一般来说,其还有改良的余地。“极致”的激光器不会在一个特定的波长收到一种光。光从激光器中射出有,激光起振后,不会有一个或多个纵模产生,每个纵模的频率的范围就是激光的“线宽”。尽量缩窄线宽是激光研究的目标之一,现在德国研究人员早已研发出有了世界上大于线宽的激光器,线宽仅有为10mHz(0.01Hz)。 一般来说,最差的激光器可以具备较宽到几kHz的线宽,但是对于尤其准确的仪器,如光学原子钟,就必须将之更进一步收窄。

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激光器是仪器的代名词,但一般来说,其还有改良的余地。“极致”的激光器不会在一个特定的波长收到一种光。光从激光器中射出有,激光起振后,不会有一个或多个纵模产生,每个纵模的频率的范围就是激光的“线宽”。尽量缩窄线宽是激光研究的目标之一,现在德国研究人员早已研发出有了世界上大于线宽的激光器,线宽仅有为10mHz(0.01Hz)。

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一般来说,最差的激光器可以具备较宽到几kHz的线宽,但是对于尤其准确的仪器,如光学原子钟,就必须将之更进一步收窄。另一种取决于激光束质量的方式是光频率的稳定性:在过了一段时间之后,光波的波动不会经常出现不实时,因此一束激光能保持更长的“极致”时间,其质量也就愈多欠佳。来自德国联邦物理技术研究院(PTB)和美国天体物理牵头实验室(JILA)的科学家联合研发的新型激光器在这两个领域皆展现出出色。除了其10mHz的大于线宽,其光波能持续11秒保持稳定,此时光束伸延大约330万公里,大约是地月距离的10倍。

事实上,新的激光器十分准确的,无法与现有的激光器展开较为,为了证明它的价值,团队研发了两个激光器,并将它们互相较为。这两个设备由Fabry-Pérot硅谐振器做成,包括两个彼此比较的相同反射镜。由于谐振器的长度要求了光波的频率,所以研究人员利用长21cm的谐振器来获得理想的激光束。

研究人员通过这样准确的测量,使仪器不不受其他因素阻碍,例如压力,振动和温度。研究人员正在利用这种大于线宽的新型激光器来生产更加精确的原子钟,并对超冷原子展开更加准确的测量。研究人员指出,通过调整反射镜的构成并寻找减少谐振器内部温度的方法,线宽能更进一步收窄,甚至可以超过1mHz以下。这项研究成果公开发表在《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)杂志上。


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