Вдалося створити лазер з неймовірно стабільною частотою

Завдяки співпраці Фізико-технічного інституту (PTB) з Центром квантової інженерії та дослідження простору-часу (QUEST), а також з Національним інститутом стандартів і технологій (NIST) вдалося створити лазер з неймовірно стабільною частотою.

Дана розробка має виключно важливе значення для оптичної спектроскопії з високою роздільною здатністю і вивчення, наприклад, ультрахолодних атомів. Але, насамперед, стабільний лазер буде затребуваний в надточних оптичних атомних годинниках, які потрібні в безлічі галузей науки і техніки.

Оптичні атомний годинник вимагають лазерних джерел, які випромінюють світло з постійною частотою. Комерційні лазерні системи для цих цілей не підходять або вимагають додаткових дорогих доробок.


Порівняльні розміри нового резонатора

Зазвичай для стабілізації частоти лазера використовуються оптичні резонатори, що складаються з двох дзеркал, які кріпляться на фіксованій відстані один від одного. Довжина резонатора визначає частоту, з якою світло може коливатися в резонаторі. Отже, для створення сверхстабильного лазера потрібно, щоб відстань між дзеркалами було постійним.

Сучасні резонатори підійшли до межі своєї досконалості і на них впливає лише тепловий шум. За аналогією з броунівським рухом молекул атоми в резонаторі знаходяться в постійному русі і тим самим порушують його стабільність.

Досі резонатори робили зі скла, в якому тепловий шум проявляється досить сильно. Міжнародна дослідницька група вперше змогла створити резонатор з монокристалічного кремнію, який досить жорсткий і володіє малим тепловим розширенням, а значить він здатний підтримувати більш стабільну частоту лазера, ніж у випадку з резонатором зі скла.

Для роботи резонатора при температурі -149 градусів за Цельсієм дослідникам також необхідно було розробити відповідний кріостат з низьким рівнем вібрації. В результаті вони змогли створити унікальний прилад з неперевершеною стабільністю лазерного променя -1•10-16.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *