12 月 23 日消息，加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校（UC Santa Barbara）的研究團(tuán)隊(duì)近日成功研發(fā)出一款微型、低成本、輕量化的高精度激光器，其性能可與傳統(tǒng)的大型激光器相媲美。

據(jù)IT之家了解，長(zhǎng)期以來(lái)，開發(fā)和使用先進(jìn)的量子系統(tǒng)、原子鐘和傳感器需要昂貴的高精度激光器，這些設(shè)備通常體積龐大，搭建復(fù)雜，使得全球許多實(shí)驗(yàn)室難以負(fù)擔(dān)，從而限制了相關(guān)高價(jià)值實(shí)驗(yàn)的開展。而 UC Santa Barbara 的這項(xiàng)新成果，有望改變這一現(xiàn)狀。

“這些小型化的激光器將為實(shí)際的量子系統(tǒng)提供可擴(kuò)展的激光解決方案，并為便攜式、可現(xiàn)場(chǎng)部署以及基于太空的量子傳感器提供激光光源，”該研究的主要負(fù)責(zé)人、UC Santa Barbara Blumenthal 實(shí)驗(yàn)室的博士研究生 Andrei Isichenko 表示。

研究人員開發(fā)出了一款火柴盒大小的 780 納米激光設(shè)備，帶有一個(gè)芯片，激光由銣原子 D2 線產(chǎn)生。

研究團(tuán)隊(duì)首先將一束激光束穿過(guò)銣蒸氣，使激光吸收銣原子的穩(wěn)定頻率和其他特性。這種相互作用使激光變得穩(wěn)定，適用于涉及超冷原子和高精度實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。

下一步是去除激光中不必要的頻率，以降低噪聲。通常，臺(tái)式激光器使用笨重的組件來(lái)消除噪聲，并產(chǎn)生只有單一頻率的深紅色光束。而在這項(xiàng)研究中，研究人員制造了一種緊湊的氮化硅芯片，將法布里-珀羅激光二極管和諧振器集成在芯片上。這些組件協(xié)同工作，產(chǎn)生相干光，消除噪聲，并確保最終輸出是純凈的單頻光束。

研究人員聲稱，他們開發(fā)的火柴盒大小的激光設(shè)備性能優(yōu)于典型的 780 納米臺(tái)式激光器，并且科學(xué)家可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外使用該激光器。

這是一種低線寬激光器，此類激光器以產(chǎn)生純凈、穩(wěn)定、精確且集中在單一頻率的光而聞名，在其他頻率上的擴(kuò)散極小。低線寬激光器是原子鐘、傳感器和量子實(shí)驗(yàn)等應(yīng)用必不可少的。

這款新型激光設(shè)備與其他低線寬激光器的區(qū)別在于，其價(jià)格低廉（使用 50 美元的二極管）、功耗更低，并且設(shè)計(jì)更加實(shí)用?！澳憧梢詫⑦@些設(shè)備放在衛(wèi)星上，以一定的精度繪制地球及其周圍的重力圖。你可以通過(guò)感知地球周圍的重力場(chǎng)來(lái)測(cè)量海平面上升、海冰變化和地震，”該研究的資深作者、UC Santa Barbara 教授 Daniel Blumenthal 表示。

這項(xiàng)研究已發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志上。