新技術讓激光線寬縮至原來的萬分之一

澳大利亞麥考瑞大學團隊展示了一項新技術，能將激光的線寬壓縮到原來的萬分之一左右，即從10兆赫壓縮至1千赫。這一突破性成果有望在量子計算、原子鐘以及引力波探測等領域帶來變革。相關研究發表在新一期《APL光子學》雜志上。

激光線寬指的是激光光束維持特定頻率和純凈色彩的精確程度。線寬越窄，激光的頻率越穩定、顏色越純凈。

目前常用的一種線寬壓縮設備是布里淵激光器，通過聲波與光的相互作用實現壓縮，但效果有限，一般只能壓縮至原來的十分之一至百分之一。此次研究人員利用金剛石晶體和“拉曼效應”顯著壓縮了激光線寬，效果提高數千倍。

拉曼效應是指激光光子激發材料內部的高頻振動，并在與這些振動相互作用后發生散射。拉曼效應就像一個“光譜濾波器”，能把不穩定的激光凈化成更加干凈、穩定的激光。

團隊在一塊幾毫米大小的金剛石晶體中構建了精密的光學腔體，并引入一束線寬超過10兆赫的“噪聲型”激光。經過拉曼散射處理后，輸出激光的線寬被壓縮至1千赫，達到現有檢測設備的極限。與傳統方法相比，拉曼技術不僅壓縮能力更強，還具有更小的線寬潛力，適用范圍廣泛。