Физики из   Гeрмaнии и   СШA сoздaли лaзeр с   рeкoрднo мaлoй ширинoй спeктрaльнoй абрис   — мeнee 10   миллигeрц. Тaкoй излучaтeль может улучшить точность оптических атомных часов, спектроскопии и   других научных инструментов. (рабочая опубликована в   журнале Physical Review Letters, также доступен ее препринт нате   сайте Arxiv.org.

Обычные источники света излучают целый спектр цветов. Лазеры отличаются через   них своей монохроматичностью. Идеальный лазер должен иметь одну частоту (или длину волны) излучения. Существующие лазеры считаются монохроматическими источниками излучения, так   есть испускают излучение с абсолютно точной частотой, но   на   самом деле имеют небольшую ширину спектральной контуры. У   хороших широко используемых лазеров спектральная ширина может измеряться килогерцами. Поскольку колебание видимого света измеряется сотнями терагерц, такой ширины вполне достаточно в (видах большинства применений. Но некоторые научные измерения нуждаются в   как можно паче точных лазерных излучателях.

Разработанная учеными лазерная установка, испускающая свет с длиной волны 1542   нанометра, состояла из   резонатора Фабри   — Стиль, выполненного из монокристаллического кремния. Благодаря такому выбору материала резонатор менее подвержен тепловому шуму, который может снижать точность излучения.

Изображение лазерной установки. PTB

Поскольку апофема волны излучения зависит от   расстояния между зеркальными поверхностями резонатора, ученые постарались прибрать все возможные помехи: тепловые, вибрации и другие. Установка была специальным образом защищена с   вибраций и   звука. Помимо этого, исследователи постарались минимизировать влияние теплового шума, причем маловыгодный   только с   помощью специального материала резонатора, но   и   за   счет охлаждения установки вплоть до примерно   –150 градусов Цельсия.

В   совокупности, все эти меры позволили убиться того, что колебания длины резонатора не   превышали десятков аттометров, так есть примерно в десять миллионов раз меньше диаметра атома водорода, а   спектральная масштабность линии оказалась рекордно низкой   — около 8   тысячных герца. Это составляет орие 4×10-17   от несущей частоты в 194   терагерца. Когерентность лазера оказалась разэтакий, что испускаемый им   свет пройдет практически десятикратное расстояние между Землей и   Луной, прежде нежели его колебания рассинхронизируется, то   есть станут некогерентными. Ученые надеются, что такое? дальнейшее совершенствование технологии позволит снизить ширину линии ниже 1   миллигерца.

Giphy

Как-то были проведены первые испытания мощнейшего лазера на   свободных электронах. Общая протяженность этой установки составляет почти три с   половиной километра. Одним из   применений такого лазера станет «съемка» изменений молекул в   ходе химических реакций. Зато чаще лазеры используются не   в   научных целях. На   днях Армия США провела испытания первого вертолета, вооруженного боевым лазером.

Автор: Гришаня Копиев