بحث جديد حولليزر ذو خط عرض ضيق
يُعدّ الليزر ضيق النطاق ذا أهمية بالغة في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل الاستشعار الدقيق، والتحليل الطيفي، وعلوم الكم. بالإضافة إلى العرض الطيفي، يُعدّ الشكل الطيفي عاملاً مهماً أيضاً، ويعتمد ذلك على سيناريو التطبيق. على سبيل المثال، قد تُسبّب الطاقة على جانبي خط الليزر أخطاءً في المعالجة البصرية للبتات الكمومية، وتؤثر على دقة الساعات الذرية. وفيما يتعلق بضوضاء تردد الليزر، فإنّ مُكوّنات فورييه المُولّدة من الإشعاع التلقائي الذي يدخل...الليزرعادةً ما تكون ترددات الوضع أعلى من 105 هرتز، وتُحدد هذه المكونات السعات على جانبي الخط. بدمج عامل تعزيز هنري وعوامل أخرى، يُحدد الحد الكمي، وهو حد شاولو-تاونز (ST). بعد استبعاد الضوضاء التقنية مثل اهتزاز التجويف وانحراف الطول، يُحدد هذا الحد الحد الأدنى لعرض الخط الفعال الذي يُمكن تحقيقه. لذلك، يُعد تقليل الضوضاء الكمي خطوة أساسية في تصميمليزرات ذات خطوط عرض ضيقة.
طوّر باحثون مؤخرًا تقنية جديدة تُقلّل عرض خط أشعة الليزر بأكثر من عشرة آلاف مرة. قد يُحدث هذا البحث نقلة نوعية في مجالات الحوسبة الكمومية، والساعات الذرية، وكشف موجات الجاذبية. استخدم فريق البحث مبدأ تشتت رامان المُحفّز لتمكين الليزر من إثارة اهتزازات عالية التردد داخل المادة. يُعادل تأثير تضييق عرض الخط آلاف المرات تأثير الطرق التقليدية. يُعادل هذا في جوهره اقتراح تقنية جديدة لتنقية طيف الليزر، يُمكن تطبيقها على أنواع مُختلفة من ليزرات الإدخال. يُمثل هذا إنجازًا جوهريًا في مجال...تكنولوجيا الليزر.
لقد حلت هذه التقنية الجديدة مشكلة التغيرات العشوائية الدقيقة في توقيت موجات الضوء التي تتسبب في انخفاض نقاء ودقة أشعة الليزر. في الليزر المثالي، يجب أن تكون جميع موجات الضوء متزامنة تمامًا - ولكن في الواقع، تكون بعض موجات الضوء متقدمة أو متأخرة قليلاً عن غيرها، مما يسبب تقلبات في طور الضوء. تولد هذه التقلبات الطورية "ضوضاء" في طيف الليزر - فهي تشوش تردد الليزر وتقلل من نقاء لونه. يتمثل مبدأ تقنية رامان في أنه من خلال تحويل هذه المخالفات الزمنية إلى اهتزازات داخل بلورة الماس، يتم امتصاص هذه الاهتزازات وتبديدها بسرعة (في غضون بضعة تريليونات من الثانية). وهذا يجعل موجات الضوء المتبقية ذات تذبذبات أكثر سلاسة، وبالتالي تحقيق نقاء طيفي أعلى وتوليد تأثير تضييق كبير علىطيف الليزر.
وقت النشر: 4 أغسطس 2025