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2025-05-28 13:24:00
科学者は、変動するレーザーを安定したビームに変換する新しい方法を見つけ、物理学の古典的な法則に反しています。この発見は、高出力と精度の両方に依存するフォトニックテクノロジーを探索する新しい機会を開きました。
レーザーは科学、産業、および医学の重要なツールと見なされていますが、その力を高めることで騒音が生じることがよくあります。これにより、安定した一貫した光を必要とするアプリケーションを混乱させることが多い予期しない変動が生じます。
新しいテクニックの探索
コーネルとマサチューセッツ工科大学の研究者は、光学とフィルターを使用して、ノイズの多いレーザーを安定したビームに変換する方法を特定しました。
Cornell Engineeringの応用および工学物理学の助教授であるNicholas Riveraは、実験の詳細に光を当てました。
「非常に驚いたのは、ノイズが非常に低いため、同じ特性を持つ古典的なレーザービームがないことです。それは、古典的なアナログのない量子状態です。」
基本を知っています
通常、量子光は、非常に制御された環境で弱い低ノイズレーザーを使用して作られます。環境ですが、この新しい研究では、ノイズ、高出力レーザー光の偶数が「強度刻まれた」光と呼ばれる特別なタイプの量子光に変更できることが示されています。この光は、光子の数の変動が量子力学が通常許すものを超えて減少します。
ブレークスルーは、「ノイズ免疫量子相関」と呼ばれる概念から来ています。増幅からの騒音と戦うために、科学者は非線形光ファイバを通ってレーザー光を通過させました。
この繊維では、光波が複雑な方法で混合して相互作用します。これらの相互作用の1つは、4波ミキシングとして知られており、異なる明るい色の間でエネルギーを伝達するのに役立ち、それらの間に強いつながりを作り出します。
研究者はまた、特別なフィルターを使用して、光周波数の最も安定した組み合わせを選択しました。これらのフィルタリングされた信号のいくつかは、元のレーザービームの30倍のノイズが少なく、非常に高い強度を維持しています。
アイデアの誕生
リベラはまた、このプロジェクトのアイデアは、高価な低ノイズシステムを購入せずに量子光を生成する必要性から生まれたことを明らかにしました。
「それが意味することは、今では量子光を生成するために使用できるレーザーソースがもっとたくさんあるということです」とリベラ 言った。 「増幅されたソースは非常に一般的であり、高出力レーザーを構築するための最も簡単で安価な方法です。」
「私が最も興奮しているのは、これを拡大することです。これを控えめに高い強度で実証しましたが、今日のレーザーは桁違いに明るくなります」と彼は言いました。
リベラは、この研究には複数の分野とデバイスで使用されるという明るい未来があると述べました。
「商業的には、非常にエキサイティングな見通しです」と彼は言いました。
Resarchは、ボストン大学、ハーバード大学、スタンフォード大学、テクニカルイスラエル工科大学、中央フロリダ大学の共著も共著しました。スイス国立科学財団、数学、米国国防総省、米国陸軍研究局によって一緒に資金提供されました。
研究はそうでした 詳細 ジャーナルで 自然フォトニクス。
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