德國研發(fā)迄今最完美最小線寬激光器 僅10mHz

　 激光器是精密的代名詞，但一般來說，其還有改進(jìn)的余地。“完美”的激光器會在一個特定的波長發(fā)出一種光。光從激光器中射出，激光起振后，會有一個或多個縱模產(chǎn)生，每個縱模的頻率的范圍就是激光的“線寬”。
   盡可能縮窄線寬是激光研究的目標(biāo)之一，現(xiàn)在德國研究人員已經(jīng)開發(fā)出了世界上最小線寬的激光器，線寬僅為10mHz(0.01 Hz)。
   通常，最好的激光器可以具有窄到幾kHz的線寬，但是對于特別精確的儀器，如光學(xué)原子鐘，就需要將之進(jìn)一步收窄。另一種衡量激光束質(zhì)量的方式是光頻率的穩(wěn)定性：在過了一段時間之后，光波的震蕩會出現(xiàn)不同步，因此一束激光能維持更長的“完美”時間，其質(zhì)量也就愈佳。
   來自德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)和美國天體物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室(JILA)的科學(xué)家共同研發(fā)的新型激光器在這兩個領(lǐng)域均表現(xiàn)優(yōu)異。除了其10 mHz的極小線寬，其光波能持續(xù)11秒保持穩(wěn)定，此時光束延伸約330萬公里，約是地月距離的10倍。
  事實(shí)上，新的激光器非常精確的，難以與現(xiàn)有的激光器進(jìn)行比較，為了證明它的價值，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了兩個激光器，并將它們相互比較。這兩個設(shè)備由Fabry-Pérot硅諧振器制成，包含兩個彼此相對的固定反射鏡。由于諧振器的長度決定了光波的頻率，所以研究人員利用長21cm的諧振器來獲得理想的激光束。 研究人員通過這樣精確的測量，使儀器不受其他因素干擾，例如壓力，振動和溫度。
   研究人員正在利用這種極小線寬的新型激光器來制造更準(zhǔn)確的原子鐘，并對超冷原子進(jìn)行更精確的測量。研究人員認(rèn)為，通過調(diào)整反射鏡的組成并找到降低諧振器內(nèi)部溫度的方法，線寬能進(jìn)一步收窄，甚至可以達(dá)到1 mHz以下。
   這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)雜志上。
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  德國研究人員已經(jīng)開發(fā)出了世界上最小線寬的激光器，線寬僅為10mHz(0.01 Hz)。通過這樣精確的測量，使儀器不受其他因素干擾，將進(jìn)一步提升檢測精度。