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激光单色性新世界纪录诞生

2017-07-03 13:52来源:未知编辑:主编点击:

德国和美国科学家联合创造出了谱线宽度仅10毫赫兹(1毫赫兹为0.001赫兹)的激光,创下激光单色性的新世界纪录。

  德国联邦物理技术研究院发布的新闻公报说,这是迄今离理想单色性最近的激光,用它测量原子频率可以让光子钟更加精确,还有助于光谱学和射电天文学研究等。

  频率和波长决定着光的颜色,阳光由许多不同频率的光组成,分解后可以形成彩虹。光的频率越单一,单色性越好,在光谱上所占的区域越狭窄。理想的激光只有一个频率和波长,谱线是没有宽度的一条线,但现实中无法达到。

  普通激光的线宽通常为几千赫兹到几百万赫兹,不适合精度要求特别高的实验。德国联邦物理技术研究所和美国实验天体物理联合研究所的科学家合作创造出两束波长约1.5微米的激光,对比印证显示其线宽为10毫赫兹,论文发表在美国《物理学评论通讯》杂志上。

  这两束激光非常稳定,组成激光的所有光波都非常相似、振荡步调高度一致,能在每秒振荡194万亿次的情况下维持同步至少11秒。在这段时间里,该激光可以传播330万千米,相当于地球到月球距离的将近10倍。

  为提高单色性,研究人员对决定激光属性的关键部件——谐振腔进行了严密设置,尽量隔绝温度、压力等外界影响,并冷却到约零下150摄氏度,使谐振腔的长度波动不超过氢原子直径的千万分之一。他们说,实验装置还可进一步优化,有可能将线宽缩小到低于1毫赫兹的水平。

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