Nova pesquisa sobrelaser de largura de linha estreita
Lasers de linha espectral estreita são cruciais em uma ampla gama de aplicações, como sensoriamento de precisão, espectroscopia e ciência quântica. Além da largura espectral, o formato espectral também é um fator importante, que depende do cenário de aplicação. Por exemplo, a potência em ambos os lados da linha do laser pode introduzir erros na manipulação óptica de qubits e afetar a precisão de relógios atômicos. Em termos de ruído de frequência do laser, os componentes de Fourier gerados pela radiação espontânea que entra no espectro são responsáveis pelo ruído de frequência.laserOs modos geralmente têm frequências superiores a 105 Hz, e esses componentes determinam as amplitudes em ambos os lados da linha. Combinando o fator de amplificação de Henry com outros fatores, define-se o limite quântico, ou seja, o limite de Schawlow-Townes (ST). Após a eliminação de ruídos técnicos, como vibração da cavidade e deriva de comprimento, esse limite determina o limite inferior da largura de linha efetiva alcançável. Portanto, minimizar o ruído quântico é uma etapa fundamental no projeto de...lasers de largura de linha estreita.
Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma nova tecnologia capaz de reduzir a largura de linha de feixes de laser em mais de dez mil vezes. Essa pesquisa pode transformar completamente os campos da computação quântica, relógios atômicos e detecção de ondas gravitacionais. A equipe de pesquisa utilizou o princípio do espalhamento Raman estimulado para permitir que lasers excitem vibrações de alta frequência dentro do material. O efeito de estreitamento da largura de linha é milhares de vezes maior do que o dos métodos tradicionais. Essencialmente, equivale a propor uma nova tecnologia de purificação espectral de laser que pode ser aplicada a diversos tipos de lasers de entrada. Isso representa um avanço fundamental na área de computação quântica.tecnologia laser.
Essa nova tecnologia resolveu o problema das minúsculas variações aleatórias na temporização das ondas de luz, que causam a diminuição da pureza e da precisão dos feixes de laser. Em um laser ideal, todas as ondas de luz deveriam estar perfeitamente sincronizadas – mas, na realidade, algumas ondas de luz estão ligeiramente adiantadas ou atrasadas em relação a outras, causando flutuações na fase da luz. Essas flutuações de fase geram "ruído" no espectro do laser – elas distorcem a frequência do laser e reduzem sua pureza de cor. O princípio da tecnologia Raman é que, ao converter essas irregularidades temporais em vibrações dentro do cristal de diamante, essas vibrações são rapidamente absorvidas e dissipadas (em alguns trilionésimos de segundo). Isso faz com que as ondas de luz restantes tenham oscilações mais suaves, alcançando assim maior pureza espectral e gerando um significativo efeito de estreitamento no espectro.espectro do laser.
Data da publicação: 04/08/2025