Узак - лине ласери су пресудни у широком спектру апликација, укључујући прецизно осетљиво, спектроскопију и квантну науку. Поред спектралне ширине, спектрални облик је такође важан фактор, у зависности од специфичне примене. На пример, снага са обе стране ласерске линије може увести грешке у оптичкој манипулацији квантних бита и утицати на тачност атомских сатова. Што се тиче буке за ласерски фреквенцију, четворске компоненте настале спонтаним емисијама у ласерско режим обично прелазе 105 Хз, а ове компоненте одређују амплитуду на обе стране линије. У комбинацији са фактором за унапређење Хенрија, ови фактори су колективно дефинишу квантни лимит, познат као Сцхавлов - Град (СТ), што успоставља достигнућу нижу границу ефективне линије након уклањања техничке буке, као што су се укинули вибрације и дужине дужине.
Стога је минимизирање квантне буке критични аспект уског уског ласера линије. У пракси се жељена линија линија постиже прилагођавањем кључних фактора СТ Ст Ограничења: ласерска моћ, користећи високу - к - факторске шупљине, и одабир стена медија са ниском пољском амплитудом - рефрактивне индексне индекс. Ласери као што су ласери титанијум сафира, ласери влакана и получврсте лијепове и спољашње примери ласера који су способни да постигну да би се постигли линидх Хертз - нивоа за многе најзахтевније кохерентне ласерске апликације. Међутим, дизајнирање ласера који истовремено сусрећу се са захтевима линије, моћи и таласним дужинама дате апликације остаје изазован.
Истраживачи на Мацкуарие Университи тестирали су ову технологију користећи дијамантске кристале, који нуде одличне топлотне перформансе и пружају стабилно тестирање. Тестирали су намјерно створити улазни сноп "буке" са линидом већим од 10 МХз користећи дијамантски кристал пречника само неколико милиметара у шупљини. Њихова техника рамана која је компримирала линију излазне ласерске греде на 1 кХз, границу њиховог система детекције, постигавши фактор компресије већа од 10.000 пута.
Слика 1. Сингле - Настрани резултати мерења ПСД-а показују значајну шумску сужавање семенки пумпе и пречичи компоненте на високим фреквенцијама.
Истраживачки тим је искористио принцип стимулисаног рамана за рамана да се узбуђује - вибрације фреквенције у материјалу, постигавши линију сужавши ефекат хиљада пута ефикаснијим од традиционалних метода. У основи, ово представља нову ласерску спектралну технологију пречишћавања која се односи на различите врсте улазних ласера, обележавајући основни пробој у ласерској технологији.
Ова нова технологија бави се питањем мањих случајних временских варијација у светлосним таласима који узрокују пад чистоће ласерских снопа и прецизну прецизност. У идеалном ласеру, сви лагани таласи требају бити савршено синхронизовани - али у стварности, неки лагани таласи могу мало водити или заостајати иза других, изазивајући флуктуације у фази светлости. Ове фазне флуктуације стварају "шум" у ласерском спектру - замагљивање ласерове фреквенције и смањујући чистоћу боје.
Принцип Раманове технологије је претворити ове временске неправилности у вибрације у оквиру дијамантског кристала, који се брзо апсорбују и расипају (у року од неколико триллијуна од секунде). Ово оставља преостале светлосне таласе са глатким осцилацијама, што резултира већом спектралном чистоћом и значајном сужавом ефектом на ласерском спектру.
Слика 2 (а) Схематски дијаграм ласерских система, који приказује кључне компоненте. ВНГ: Генератор белог звука, ОЦ: Излазни спојник, ИЦ: улазно спојница, ЕОМ: ЕЛЕЦТРО - Оптички модулатор, ЛБО: Литијум Борате, λ / 2: половина тала -. (б) Стокес фреквенције Дрифт са повратним информацијама (наранџасто) и без повратних информација (плаве). За случај повратне информације, укључен је пиезоелектрични напон који означава одштету одсека.
Поред њеног изузетног сужавања навезања, истраживачи су открили да његова раман техника нуди више предности у односу на традиционалне методе бриллууина, укључујући постизање мањих минималних линија. Ови ултра - ласери уских линије имају неколико сечења - подручја примене ивица:
Куантум рачунари: манипулисање квантних битова (кубитс), темељне јединице квантних информација, захтева изузетно прецизну ласерску контролу. Тренутни ласери уводе фазни шум, што доводи до грешака у квантној рачунарству. Побољшана спектрална чистоћа повећаће поузданост квантних рачунара.
Атомски сатови: Атомски сатови формирају темељ ГПС навигације. Већа спектрална чистоћа ће побољшати њихове перформансе и можда ће у будућности моћи да покрене нова открића у основи.
Детекција гравитационог таласа: Детектори гравитационог таласа, који мере изузетно мале изобличења у Спацетиме, могу постати осетљивије коришћењем ласерских греда са ужим линијама, потенцијално омогућавајући откривање слабијих сигнала из далеких космичких сигнала.
