Nuevas investigaciones sobre láseres de línea espectral estrecha

Nuevas investigaciones sobreláser de línea espectral estrecha

Los láseres de línea espectral estrecha son cruciales en una amplia gama de aplicaciones, como la detección de precisión, la espectroscopia y la ciencia cuántica. Además del ancho espectral, la forma espectral también es un factor importante, que depende del escenario de aplicación. Por ejemplo, la potencia a ambos lados de la línea láser podría introducir errores en la manipulación óptica de cúbits y afectar la precisión de los relojes atómicos. En cuanto al ruido de frecuencia del láser, los componentes de Fourier generados por la radiación espontánea que incide en el haz son cruciales.láserLos modos suelen ser superiores a 105 Hz, y estos componentes determinan las amplitudes a ambos lados de la línea. Combinando el factor de mejora de Henry y otros factores, se define el límite cuántico, es decir, el límite de Schawlow-Townes (ST). Tras eliminar ruidos técnicos como la vibración de la cavidad y la deriva de longitud, este límite determina el límite inferior del ancho de línea efectivo alcanzable. Por lo tanto, minimizar el ruido cuántico es un paso clave en el diseño deláseres de línea espectral estrecha.

Recientemente, investigadores han desarrollado una nueva tecnología capaz de reducir el ancho de línea de los haces láser más de diez mil veces. Esta investigación podría transformar por completo los campos de la computación cuántica, los relojes atómicos y la detección de ondas gravitacionales. El equipo de investigación utilizó el principio de la dispersión Raman estimulada para permitir que los láseres excitaran vibraciones de mayor frecuencia dentro del material. El efecto de reducción del ancho de línea es miles de veces superior al de los métodos tradicionales. En esencia, equivale a proponer una nueva tecnología de purificación espectral láser aplicable a diversos tipos de láseres de entrada. Esto representa un avance fundamental en el campo de la computación cuántica.tecnología láser.

Esta nueva tecnología ha resuelto el problema de las mínimas variaciones aleatorias en la sincronización de las ondas de luz, que provocan una disminución en la pureza y precisión de los haces láser. En un láser ideal, todas las ondas de luz deberían estar perfectamente sincronizadas; sin embargo, en la realidad, algunas se adelantan o se retrasan ligeramente con respecto a otras, causando fluctuaciones en la fase de la luz. Estas fluctuaciones de fase generan «ruido» en el espectro láser: difuminan la frecuencia del láser y reducen su pureza de color. El principio de la tecnología Raman se basa en la conversión de estas irregularidades temporales en vibraciones dentro del cristal de diamante, las cuales se absorben y disipan rápidamente (en unas pocas billonésimas de segundo). Esto produce oscilaciones más suaves en las ondas de luz restantes, logrando así una mayor pureza espectral y generando un efecto de estrechamiento significativo en el haz.espectro láser.