研究人员利用钻石制作出超纯频激光器

麦克里大学的研究人员已经发现了基于钻石的制作出超纯频激光器的新方法，避免了不稳定和扩大激光的频率等问题。

这项研究的结果，发表在美国光学学会的杂志《光学》期刊上，将有希望实现下一代远程温室气体传感、原子钟和原子捕集以及引力波天文学所需的激光。

使用钻石，物理与天文学系的奥利弗·卢克斯博士和副教授瑞驰·米尔德伦使用一个简单的激光谐振腔的设计，表现出了稳定的单频操作，这通常情况下是高度敏感的且不稳定。特别是，他们把钻石放置在漫长的驻波腔的中点，配置通常被认为是“最坏的情况”，诱导引起多色行为发生的不稳定性。

“激光器被认为高度单色，即一个单一的频率，但在大多数情况下，它们的光谱纯度是由不稳定的影响被称为空间烧孔。这种效应使激光频率乱跳分组到许多紧密的隔开的线之间，”副教授米尔德伦说。

“这个问题是可以避免的，在我们的实验中，通过使用一种光放大介质，依赖于受激散射，而不是一种激发的介质，它包含的能量，类似粒子数翻转装置。”

许多激光应用需要一个纯粹的频率，这种需要对于目前引起广泛兴趣的引力波天文学更是显著，这依赖于高功率和超稳定的单频激光束的干扰情况。

“我们的发现为激光设计提供了更大的自由度，和潜在的更简单、更强大的系统设计。而且，由于光放大器的发动机的工作原理，使用一个从根本上与我们所熟悉的大多数激光器的不同的原则，所利用的一个完全不同的范围内的材料，包括那些具有特殊属性的材料，如钻石。这保证了一种在更广泛的波长选择和具有潜在的非常高的功率产生单频激光器的方法。”