Новый электрооптический лазер вырабатывает импульсы, в 100 раз более быстрые, чем вырабатывают другие высокоскоростные системы

Оптическая частотная гребенка

Ученые-физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST), используя достаточно обычную и традиционную электронику, создали лазер, способный вырабатывать импульсы света, в сто раз более быстрые, чем импульсы, вырабатываемые другими сверхскоростными лазерными системами. Данное достижение может дать мощный толчок развитию наук, изучающих быстропротекающие процессы, такие, как биохимические процессы, происходящие в материалах биологического происхождения, химические реакции и процессы взаимодействия света с материей различного рода.

Интерес к разработке электрооптических лазеров проявлялся со стороны ученых уже достаточно долго, в течение почти пяти десятков лет. Но до последнего времени еще никому не удавалось реализовать электронное управление работой лазера так, чтобы в это системе полностью отсутствовали тепловые шумы, производимые электронными приборами. Именно новый метод фильтрации, разработанный специалистами NIST, позволил уменьшить влияние тепловых шумов, которые в других случаях разрушают необходимую последовательность процесса электронного синтеза света.

Рабочим элементом фильтра является «микроволновая впадина», своего рода резонатор, позволяющий стабилизировать и фильтровать электронные сигналы, управляющие работой лазера. Электромагнитные волны, имеющие строго заданную частоту и попадающие в этот резонатор, многократно усиливаются. А колебания другой частоты подавляются и легко отфильтровываются.

«Сердцем» созданной системы является инфракрасный лазер, излучающий непрерывный поток излучения. Затем это излучение модулируется микроволновыми импульсами, стабилизированными при помощи впадины-резонатора. И в результате эта система производит абсолютно идентичные импульсы с частотой следования, соответствующей частоте модулирующего микроволнового сигнала, эти импульсы через специальные волноводы попадают на оптическую частотную гребенку, при помощи которой можно изменить и получить импульсы света практически любой длины волны (цвета).

Самым интересным является то, что для создания новой лазерной системы были использованы стандартные компоненты, применяемые в телекоммуникациях и в микроволновых технологиях. Это, плюс высокая надежность использованных оптических частотных гребенок, позволят использовать новые сверхскоростные лазеры для проведения длительных и высокоточных измерений, требующих постоянного отсчета малых промежутков времени.

Отметим, что на свете есть лазеры, способные вырабатывать и более короткие импульсы света, которые длятся от нескольких единиц до нескольких десятков фемтосекунд. Однако, все такие лазеры используют технологию увеличения частоты (снижения длины волны) света, что приводит к укорачиванию более длительных импульсов. Современные же лазеры, которые вырабатывают импульсы света прямым способом, способны обеспечить минимальную длительность импульса в несколько наносекунд. Новый же электрооптический лазер вырабатывает импульсы, идущие друг за другом каждые 100 пикосекунд, т.е. в сто раз быстрей, что открывает массу новых возможностей для создания новых коммуникационных систем, квантовых измерительных устройств, датчиков и многого другого.

Share Button

Материалы по теме:

Ученые воспроизвели звук с максимально возможным уровнем громкости
Группа исследователей из Лаборатории линейных ускорителей SLAC Стэнфордского университета создала то, что можно считать звуком с максимально возможным уровнем громкости. Для этого был использован ...
Ученые повторили один из фундаментальных физических экспериментов, используя антиматерию вместо обычной материи
Ученые-физики из Италии и Швейцарии обновили один из самых важных экспериментов за всю историю физики, но на этот раз, вместо обычной материи в этом ...
Датчик, предназначенный для поисков темной материи, зарегистрировал одно из самых редких явлений на свете
Представьте себе, что нужно сделать для того, чтобы можно было наблюдать за явлением, которое длится в триллион раз дольше, чем нынешний возраст Вселенной? Однако, ...
Ученые обнаружили условия, в которых вода не замерзает даже при экстремально низких температурах
Группа ученых из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) и университета Цюриха нашла новый способ препятствования тому, чтобы вода начала ...
Материя, находящаяся в неизвестном ранее состоянии, может быть твердой и жидкой одновременно
В окружающем нас мире материя может находиться в самых различных состояниях. Большинству из людей известны лишь три основных состояния материи - твердое тело, жидкость ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика