火柴盒大小的低成本高精度鐳射器問世，效能比肩大型裝置
鳳凰科技 2024-12-24 01:34:20 2
IT之家 12 月 23 日訊息，加利福尼亞大學聖巴巴拉分校（UC Santa Barbara）的研究團隊近日成功研發出一款微型、低成本、輕量化的高精度鐳射器，其效能可與傳統的大型鐳射器相媲美。
據IT之家瞭解，長期以來，開發和使用先進的量子系統、原子鐘和感測器需要昂貴的高精度鐳射器，這些裝置通常體積龐大，搭建複雜，使得全球許多實驗室難以負擔，從而限制了相關高價值實驗的開展。而 UC Santa Barbara 的這項新成果，有望改變這一現狀。
“這些小型化的鐳射器將為實際的量子系統提供可擴充套件的鐳射解決方案，併為行動式、可現場部署以及基於太空的量子感測器提供鐳射光源，”該研究的主要負責人、UC Santa Barbara Blumenthal 實驗室的博士研究生 Andrei Isichenko 表示。
研究人員開發出了一款火柴盒大小的 780 奈米鐳射裝置，帶有一個晶片，鐳射由銣原子 D2 線產生。
研究團隊首先將一束鐳射束穿過銣蒸氣，使鐳射吸收銣原子的穩定頻率和其他特性。這種相互作用使鐳射變得穩定，適用於涉及超冷原子和高精度實驗的應用。
下一步是去除鐳射中不必要的頻率，以降低噪聲。通常，臺式鐳射器使用笨重的元件來消除噪聲，併產生只有單一頻率的深紅色光束。而在這項研究中，研究人員製造了一種緊湊的氮化矽晶片，將法布里-珀羅鐳射二極體和諧振器整合在晶片上。這些元件協同工作，產生相干光，消除噪聲，並確保最終輸出是純淨的單頻光束。
研究人員聲稱，他們開發的火柴盒大小的鐳射裝置效能優於典型的 780 奈米臺式鐳射器，並且科學家可以在實驗室內外使用該鐳射器。
這是一種低線寬鐳射器，此類鐳射器以產生純淨、穩定、精確且集中在單一頻率的光而聞名，在其他頻率上的擴散極小。低線寬鐳射器是原子鐘、感測器和量子實驗等應用必不可少的。
這款新型鐳射裝置與其他低線寬鐳射器的區別在於，其價格低廉、功耗更低，並且設計更加實用。“你可以將這些裝置放在衛星上，以一定的精度繪製地球及其周圍的重力圖。你可以透過感知地球周圍的重力場來測量海平面上升、海冰變化和地震，”該研究的資深作者、UC Santa Barbara 教授 Daniel Blumenthal 表示。
這項研究已發表在《科學報告》雜誌上。
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