Международная группа ученых из России, ОАЭ и Китая проанализировала множество разрозненных технологий стабилизации частоты лазеров. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers of Physics, показало, что, используя эффект затягивания, можно повысить стабильность дешевого диодного лазера до дорогих волоконных аналогов.
Лазеры активно применяются в самых разных областях: в медицинских приборах, при промышленном производстве и в научных исследованиях. При этом современные полупроводниковые лазеры обладают важным недостатком: неизбежное колебание частоты приводит к тому, что лазерный луч не всегда стабилен, а потому подходит не для всех задач.
В своей работе физики проанализировали множество исследований, теоретических и экспериментальных решений, направленных на устранение этого недостатка. Анализ показал, что с помощью эффекта затягивания диодного лазера можно устранить побочные колебания в полупроводниковых лазерах без существенных затрат.
Эффект затягивания представляет собой процесс, при котором шум лазерного излучения подавляется, а ширина линии излучения сужается — в результате лазер становится более стабильным. Физики показали, что классический полупроводниковый лазер, который использует эффект затягивания, получает ширину линии излучения и уровень шумов, сопоставимые с дорогостоящими волоконными лазерами.
Описанные в нашей работе подходы открывают уникальные перспективы для разработки компактных нанофотонных и квантовых устройств, имеющих огромное количество применений как в индустрии, так и в фундаментальных исследованиях, а также позволят сделать такие устройства коммерчески более доступными.
Дмитрий Чермошенцев, старший научный сотрудник Российского квантового центра, младший научный сотрудник Сколтеха, соавтор исследования
