Ученые из Университета Констанс в Германии и Национального Института Стандартов и Технологии (NIST) продемонстрировали ультрабыстрый лазер, который предлагает рекордную комбинацию высокой скорости, короткого импульса и высокой средней мощности. Группа NIST также показала, что этот тип лазера является ультраточной техникой для того, чтобы измерить различные цвета, что может помочь в плане повышения чувствительности астрономических инструментов, ищущих другие подобные Земле планеты.
Экспериментальные данные частоты “редкозубого” соединения соответствуют требованиям Национального института стандартов и технологии (США). Они являются ложно покрашенными, чтобы указать диапазон от малой мощности (красной) к высокой мощности (синей). Гребеночный механизм разработан в большей степени для астрономии. Каждый “зуб” - точно известная частота, и зубья далеко отдалены (на 20 гигагерц) по сравнению со стандартной гребенкой.
Лазер размером с небольшую монетку испускает 10 миллиардов импульсов в секунду, каждые длительностью приблизительно 40 фемтосекунд , со средней мощностью 650 милливатт. Для сравнения новый лазер производит импульс 10 раз чаще, чем стандартная комбинация частоты NIST, производя намного более короткий пульс чем другие лазеры, работающие на сопоставимых скоростях. Новый лазер также в 100 - 1000 раз более силен чем типичные быстродействующие лазеры, производя более ясные сигналы в экспериментах. Лазер был построен Альбертом Бэртелсом (Albrecht Bartels) в Центре Прикладного Фотоники Университета Констанс.
Новый лазер может использоваться в поисках планет, вращающихся вокруг отдаленных звезд. Астрономы ищут небольшие изменения в цветах звездного света в течение долгого времени как подсказки к присутствию планеты, вращающейся вокруг звезды. Изменения происходят из-за маленьких колебаний, вызванных в движении звезды, поскольку орбитальная планета тащит их назад и вперед, производя мелкие модификации в видимом цвете (частоте) звездного света. В настоящее время инструменты астрономов откалиброваны по стандартам частоты, которые ограничены в спектральном охвате и стабильности.
Гребенки частоты могли быть более точными инструментами калибровки, помогая точно определить еще меньшие изменения в звездном свете, вызванном крошечными подобными земле планетами. Такие маленькие планеты вызвали бы цветные изменения, эквивалентные колебаниям звезды только на несколько сантиметров в секунду. Текущие инструменты могут обнаружить в лучшем случае колебание приблизительно около 1 метра в секунду.
У стандартных гребенок частоты есть “зубья”, которые слишком точно располагаются для астрономических инструментов. Более быстрый лазер – один из подходов к решению этой проблемы. Группа NIST и астроном Стив Остерман(Steve Osterman) из Колорадского Университета описывают, как, заставляя свет перемещаться между наборами зеркал на специфические расстояния, они могут устранить периодические блоки зубьев, чтобы создать редкозубую гребенку. Оставляется только каждый 10-ый или 20-ый зуб, делая прибор более полезным для астрономии.
У обоих подходов есть преимущества для астрономического обнаружения планеты и связанных с этим исследований. Лазер размером в монету очень прост в строительстве и производятся сильные и чрезвычайно четкие комбинации зубьев. С другой стороны, проникающий подход может покрыть более широкий диапазон длин волны. Четыре или пять проникающих впадин параллельно обеспечили бы гребенку высокой точности приблизительно 25 000 равномерно раздельных зубьев. Так охватывается видимость почти инфракрасных длин волн (400 - 1100 миллимикрон).
Остерман говорит, что он преследует возможность тестирования такой комбинации частот в наземном телескопе, на спутнике или другой космической миссии. Возможности применения нового лазера включают в себя: отдаленное обнаружение газов для медицинских или атмосферных исследований, непрерывный контроль за точностью быстродействующих оптических коммуникаций, чтобы обеспечить большую многосторонность в передачи данных. Применение нового лазера для поиска планет представляет международный интерес и вовлекает множество крупных учреждений, таких как Институт Квантовой Оптики Макса Планка и Гарвардский Центр Астрофизики.
УКРАИНА
новости предприятий
наука и технологии
