“為(wei) 什麽(me) 我們(men) 需要這種設備呢?試想一下,一對這樣的芯片將嵌入你的三星Galaxy 15手機。你對著它呼氣,它就會(hui) 告訴你得了什麽(me) 病以及你呼吸的空氣成分”,莫斯科俄羅斯量子中心科學主任兼莫斯科大學教授米哈伊爾·戈羅傑茨基指出。
2016年年初,米哈伊爾·戈羅傑茨基及其同事推出了一個(ge) 緊湊型設備,光子芯片產(chan) 生的激光束具有類似梳狀的不尋常光譜,通常這種複雜、笨重且昂貴的係統適用於(yu) 激光器。
“我們(men) 發現,即使是在一個(ge) 非常小的光學諧振器中都可以自發發出非常穩定的脈衝(chong) ,通過改建其中一個(ge) 激光器來控製脈衝(chong) 。同時,我們(men) 可以隨時監測其屬性,這非常便捷並且增加了係統的穩定性”,科學家解釋道。
據物理學家介紹,其科學家小組研發的這項技術將這一設備縮小10萬(wan) 倍——科學家指出,這種類型的古典設備像電表箱一樣大小,而其緊湊諧振器的體(ti) 積卻小於(yu) 1立方厘米。
令科學家和工程師感興(xing) 趣的是,這種梳狀光譜能從(cong) 射頻光譜將信號轉換到光學範圍,反之亦然,這將有助於(yu) 將GPS接收器、鍾表、光譜儀(yi) 和天文儀(yi) 器的精度提高數倍。通過激光器的幫助創建了光學的頻率梳技術,約翰·霍爾和特奧多爾·亨施共同被授予了2005年諾貝爾物理學獎。
這一設備的基體(ti) 就是所謂的微諧振腔,簡單來說就是由透明材料氮化矽或氟化鎂組成的圓形磁盤或圓圈,其中光束按照圓圈移動,再從(cong) 其側(ce) 壁反射。在一定條件下,連續波轉換成一組非常短的脈衝(chong) ——給出穩定梳光譜的孤立波。
戈羅傑茨基指出,國際科學小組利用無線電工程中使用的技術,已經成功改善這種裝置的操作,學習(xi) 監控內(nei) 部光脈衝(chong) 的行為(wei) ,並控製它們(men) 的運動。
這使俄羅斯和瑞士科學家在避免無限光環脈衝(chong) 運動幹涉的同時,達到了非常高的信號頻率。俄羅斯量子中心已經學會(hui) 製作高質晶體(ti) 微諧振腔。瑞士科學家已經使用了這些微諧振腔,並給予了非常高的評價(jia) 。
除化學分析之外,這樣的光學頻率梳技術及其生產(chan) 的諧振器可以用來創建軌道觀測台和其他衛星緊湊儀(yi) 器,因為(wei) 其他衛星的尺寸和能量需求無法安裝普通的激光裝置。
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