新しい研究狭線幅レーザー
狭線幅レーザーは、精密センシング、分光法、量子科学など、幅広い用途において極めて重要です。スペクトル幅に加えて、スペクトル形状も重要な要素であり、用途によって異なります。例えば、レーザーラインの両端のパワーは、量子ビットの光学操作に誤差をもたらし、原子時計の精度に影響を与える可能性があります。レーザー周波数ノイズの観点から見ると、レーザーに入射する自発放射によって生成されるフーリエ成分は、レーザモードの周波数は通常105Hzを超えており、これらの成分が線路の両側の振幅を決定します。ヘンリー増強係数とその他の要因を組み合わせることで、量子限界、すなわちショーロー・タウンズ（ST）限界が定義されます。この限界は、共振器の振動や長さドリフトなどの技術的ノイズを除去した後、達成可能な実効線幅の下限を決定します。したがって、量子ノイズを最小限に抑えることは、設計における重要なステップです。狭線幅レーザー.
最近、研究者たちはレーザービームの線幅を1万分の1以下に縮小できる新技術を開発しました。この研究は、量子コンピューティング、原子時計、重力波検出の分野に根本的な変革をもたらす可能性があります。研究チームは誘導ラマン散乱の原理を利用し、レーザーが物質内に高周波振動を励起できるようにしました。線幅を狭める効果は従来の方法の数千倍に相当します。これは本質的に、様々な種類の入力レーザーに適用できる新しいレーザースペクトル精製技術を提案するに等しいと言えます。これは、量子コンピュータの分野における根本的なブレークスルーです。レーザー技術.
この新技術は、レーザービームの純度と精度を低下させる、微小なランダムな光波タイミングの変化という問題を解決しました。理想的なレーザーでは、すべての光波が完全に同期しているはずですが、実際には、一部の光波が他の光波よりわずかに先行したり遅れたりし、光の位相に変動が生じます。これらの位相変動はレーザースペクトルに「ノイズ」を発生させ、レーザーの周波数をぼやけさせ、色純度を低下させます。ラマン分光技術の原理は、これらの時間的な不規則性をダイヤモンド結晶内の振動に変換することで、これらの振動が急速に吸収・消散するというものです（数兆分の1秒以内）。これにより、残りの光波の振動はより滑らかになり、スペクトル純度が向上し、波長の大幅な狭帯域化効果が得られます。レーザースペクトル.
投稿日時: 2025年8月4日