새로운 연구좁은 선폭 레이저
좁은 선폭 레이저는 정밀 센싱, 분광학, 양자 과학 등 다양한 응용 분야에서 매우 중요합니다. 스펙트럼 폭뿐만 아니라 스펙트럼 모양 또한 중요한 요소이며, 이는 응용 시나리오에 따라 달라집니다. 예를 들어, 레이저 선 양쪽의 출력은 큐비트의 광학적 조작에 오류를 발생시키고 원자 시계의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 레이저 주파수 잡음 측면에서, 자발 복사가 입사하여 생성되는 푸리에 성분은원자 램프모드는 일반적으로 105Hz보다 높으며, 이러한 성분들은 선로 양쪽의 진폭을 결정합니다. 헨리 증강 인자와 다른 인자들을 결합하여 양자 한계, 즉 Schawlow-Townes(ST) 한계가 정의됩니다. 공동 진동 및 길이 드리프트와 같은 기술적 잡음을 제거한 후, 이 한계는 달성 가능한 유효 선로 폭의 하한을 결정합니다. 따라서 양자 잡음을 최소화하는 것은 설계의 핵심 단계입니다.좁은 선폭 레이저.
최근 연구진은 레이저 빔의 선폭을 만 배 이상 줄일 수 있는 새로운 기술을 개발했습니다. 이 연구는 양자 컴퓨팅, 원자 시계, 중력파 검출 분야를 완전히 바꿀 수 있습니다. 연구팀은 유도 라만 산란 원리를 활용하여 레이저가 재료 내에서 더 높은 주파수의 진동을 여기시킬 수 있도록 했습니다. 선폭을 줄이는 효과는 기존 방식보다 수천 배 더 큽니다. 이는 다양한 유형의 입력 레이저에 적용할 수 있는 새로운 레이저 스펙트럼 정제 기술을 제안한 것과 같습니다. 이는 양자 컴퓨팅, 원자 시계, 중력파 검출 분야에서 획기적인 진전을 의미합니다.레이저 기술.
이 새로운 기술은 레이저 빔의 순도와 정확도를 저하시키는 미세한 무작위 광파 타이밍 변화 문제를 해결했습니다. 이상적인 레이저에서는 모든 광파가 완벽하게 동기화되어야 하지만, 실제로는 일부 광파가 다른 광파보다 약간 앞서거나 뒤처져 광 위상 변동을 유발합니다. 이러한 위상 변동은 레이저 스펙트럼에 "노이즈"를 발생시켜 레이저의 주파수를 흐릿하게 하고 색 순도를 떨어뜨립니다. 라만 기술의 원리는 이러한 시간적 불규칙성을 다이아몬드 결정 내부의 진동으로 변환함으로써 이러한 진동이 (수조 분의 일초 이내에) 빠르게 흡수되고 소멸된다는 것입니다. 이를 통해 나머지 광파는 더욱 부드럽게 진동하여 더 높은 스펙트럼 순도를 달성하고 파장을 상당히 좁히는 효과를 생성합니다.레이저 스펙트럼.
게시 시간: 2025년 8월 4일