中国粉体网讯 近日，澳大利亚麦考瑞大学MQ光子学研究中心的研究团队在激光技术领域取得重大突破，开发出一种基于金刚石拉曼散射的新型线宽压缩技术，能将激光的线宽压缩到原来的万分之一左右，即从10MHz压缩至1kHz。这一突破性成果有望在量子计算、原子钟以及引力波探测等领域带来变革。相关研究发表在《APL光子学》杂志上。
激光线宽指的是激光光束维持特定频率和纯净色彩的精确程度，线宽是决定激光“精度”的关键参数之一，线宽越窄，激光的频率越稳定、颜色越纯净。目前，常用的一种线宽压缩设备是布里渊激光器，通过声波与光的相互作用实现压缩，但效果有限，一般只能压缩至原来的十分之一至百分之一，难以满足一些对激光精度要求极高的领域需求。
麦考瑞大学的研究人员，利用金刚石晶体和“拉曼效应”实现了激光线宽的显著压缩，其效果相较于传统方法提高了数千倍。拉曼效应，简单来说，就是激光光子激发材料内部的高频振动，并在与这些振动相互作用后发生散射。这一过程就像一个神奇的“光谱滤波器”，能够把原本不稳定的激光净化成更加干净、稳定的激光，从而有效压缩激光线宽。
研究团队在一块仅有几毫米大小的金刚石晶体中构建了精密的光学腔体，随后引入一束线宽超过10MHz的“噪声型”激光，当这束激光进入金刚石晶体的光学腔体后，与晶体内部的高频振动发生拉曼散射相互作用。经过这一独特的处理过程，输出激光的线宽被成功压缩至1kHz，达到了现有检测设备的极限水平。
与传统布里渊激光器方法相比，基于拉曼效应的激光线宽压缩技术展现出显著优势。不仅压缩能力更强，能够将激光线宽压缩到更窄的程度，而且具有更小的线宽潜力，这意味着未来有望进一步突破现有极限，获得更加纯净稳定的激光。
该技术适用范围广泛，能够为众多对激光精度有苛刻要求的领域提供有力支持。潜力应用领域包括：（1）量子计算：需要超高稳定性的激光操控量子比特；（2）原子钟：激光线宽越窄，时间测量精度越高；（3）引力波探测：如LIGO等干涉仪，对激光相干性的要求极高，甚至要求频率漂移在1Hz以下；（4）高分辨率光谱学：可用于精准探测分子和原子能级变化，辅助化学、生物、医学领域的深层研究。
参考来源：科技日报、编辑网、光学工程、APL Photonics
（中国粉体网编辑整理/石语）
注：图片非商业用途，存在侵权请告知删除！
