新型光电激光脉冲比通常的超快光还要快100倍

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美国国家标准与技术研究所（NIST）的物理学家已经使用普通电子学来制造一种激光，这种激光的脉冲频率是传统超快激光的100倍。这一进展将超快科学的益处扩展到新的应用领域，如一些实时成像生物材料。 %K`% *D
  
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制作光电激光器的技术已经存在了五年，这个想法似乎很简单。但直到现在，研究人员还无法用电子开关来产生超快脉冲，并消除电子噪声或干扰。 3k#/{Z  
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而9月28日出版的《科学Science》杂志所发表一篇论文，美国国家标准与技术研究所的科学家们开发了一种过滤方法来减少热引起的干扰，否则会破坏电子合成光的一致性。 e~@[18  
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项目负责人斯科特·帕普（Scott Papp）说：“我们用一个铝罐来调制光线。”他指的是电子信号稳定和滤波的“空腔”。当信号在像汽水罐之类的东西里面来回跳动时，固定波出现在最强的频率处，并阻断或过滤掉其他频率。 }i`PGx
 
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超快是指皮秒（万亿分之一秒）到飞秒（千万亿分之一秒）的事件。这比几年前在纳米技术领域引入文化词典的纳米尺度体系要快（纳米秒是十亿分之一秒）。 n9A7K$ZD@  
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超快光的传统光源是光学频率梳，是光的精确“尺”。梳子通常由精密的“锁模”激光器制成，这些激光器由许多不同颜色的重叠的光波形成脉冲，从而在光学频率和微波频率之间建立联系。光信号和微波信号的互操作为通信、计时和量子传感系统的最新进展提供了动力。 .k9{Yv0  
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相比之下，美国国家标准与技术研究所的新型光电激光器将微波电子振动施加到工作在光学频率的连续波激光器上，从而有效地将脉冲刻入光中。 kRD%b[*d  
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“在任何超快激光器中，每个脉冲持续，例如，20飞秒，”首席作者David Carlson说。“在锁模激光器中，脉冲每10纳秒发出一次。在我们的光电激光器中，脉冲每100皮秒出现一次。这就是超快脉冲的加速，达到100倍的速度或更快。” Eu-RNrYh#  
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“化学和生物成像是这类激光器应用的一个很好的例子，”Papp说。“用超快脉冲探测生物样品提供了成像和化学组成信息。利用我们的技术，这种成像可以更快地发生。因此，目前需要一分钟的高光谱成像可以实时发生。” T G{k0cdOT  
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为了制造光电激光器，美国国家标准与技术研究所的研究人员从红外连续波激光器开始，用一个由腔稳定的振荡器产生脉冲，该振荡器提供等效的存储器以确保所有脉冲相同。激光器以微波速率产生光脉冲，并且每个脉冲被引导通过微芯片波导结构以在频率梳中产生更多的颜色。 {]_r W/  
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Papp说，光电激光器提供了前所未有的速度和精度和稳定性，可与锁模激光器媲美。使用商用电信和微波组件构造激光器，使得系统非常可靠。可靠性和准确性的结合，使得光电频率梳对于需要比当前可能更快地获取数据的设备，如光时钟网络或通信或传感器系统的长期测量都具有吸引力。 _ozg_E  
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原文来源：https://phys.org/news/2018-09-NIST-electro-optic-laser-pulses-faster.html（实验帮译）