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美造出世界上最纯激光器,有望建设更大更精确的引力波探测器
2019-02-04 19:07 前瞻网   

 

美国麻省理工学院一科研小组制造出了世界上最纯的激光器。

这种装置是为了便于在太空中携带使用而制造的,与其他任何激光束相比,它产生的激光束随时间的变化更小。正常情况下,温度变化和其他环境因素会导致激光束的波长不断摆动变化。研究人员将这种摆动称为“激光线宽”,并用赫兹(即每秒循环数)来测量表示。其他高端激光器的线宽一般在1000到10000赫兹之间;而这种激光器的线宽只有20赫兹。

为了达到这种极纯程度,研究人员使用的是6.6英尺(约合2米)的光纤,这种光纤产生的激光线宽非常低。然后他们通过不断检查激光当前的波长和过去的波长并纠正任何突然出现的错误,从而进一步改善了线宽。

研究人员说,此次创造意义非凡,因为在依赖激光束的精密设备中,高线宽是误差来源之一。一个高线宽激光的原子钟(atomic clock)或引力波探测器产生的信号不如低线宽的那样好,因此会使设备产生的数据出现混乱。

1月31日,在一篇发表在《光学》杂志(Optica)上的论文中,研究人员写道,他们的激光设备已经很小巧便携。但他们在一份声明中表示,他们在尝试让设备变得更小。

他们设想的激光器用途可能是什么?当然是空间引力波探测器。

引力波探测器可以探测到遥远的大型事件对时空的影响。例如,当两个黑洞碰撞时,产生的冲击波会使空间像被石头击中的水池一样产生涟漪。激光干涉引力波观测站(LIGO)在2015年一次精确监测激光束的实验中首次探测到这些涟漪,研究人员也因此发现获得了诺贝尔奖。当这些光束的形状改变时,证明时空本身受到了扰动。

研究人员计划在轨道上建造更大、更精确的引力波探测器。麻省理工学院的科学家们认为他们的激光器非常适合这项任务。

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责任编辑: 3976DBC TO006

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