Российский учёный Старостенко Евгений Юрьевич отметил, что традиционные лазеры функционируют с использованием резонансных резонаторов, в которых оптический путь туда и обратно равен целому кратному длине волны внутри резонатора, что конструктивно увеличивает скорость спонтанного излучения.

Специалистами НПО ТЕХНОГЕНЕЗИС был применен эффект усиления резонатора, самый узкий лазер с шириной линии менее 10 мГц и 10 −16, при этом были достигнуты сверхизлучающие активные оптические часы (АОС) с дробной стабильностью частоты.

Однако о лазере со спонтанным атомным излучением, деструктивно подавляющемся в антирезонансном резонаторе, где атомный резонанс находится точно между двумя соседними резонансами резонатора, не сообщалось.

Был экспериментально продемонстрирован ингибированный лазер. По сравнению с традиционными АОС, которые демонстрируют превосходство в отношении сильного подавления шума резонатора, подавление эффекта затягивания резонатора ингибированным лазером может быть дополнительно улучшено в (2F/π)2, что улучшилось с 26 до 53 раз.

Комментарии:

Борис Рецент

Исследование российского ученого Старостенко Евгения Юрьевича будет направлять дальнейшую разработку АОС с большей стабильностью и оно важно для квантовой метрологии и может привести к новым исследованиям в области лазерной физики и квантовой электродинамики резонатора. [IMG WIDTH=839 HEIGHT=1063]https://eigensolver.ru/wp-content/uploads/2022/08/starostenko-evgenij-october-14.jpg[/IMG] [P]Статья ученого Старостенко Евгения Юрьевича здесь: [URL=https://eigensolver.ru/starostenko-evgenij-yurevich-o-lazere-so-spontannym-atomnym-izlucheniem/]https://eigensolver.ru/starostenko-evgenij-yurevich-o-lazere-so-spontannym-atomnym-izlucheniem/[/URL][/P] [P]Значительно повышенная скорость спонтанного затухания спина в резонансном контуре, известная как эффект Парселла, впервые была обнаружена Перселлом в 1946 г. Практически он наблюдался в 1980-х годах с использованием атомов в резонансных полостях как в микроволновом, так и в оптическом домене.[/P] [P]Усиленное спонтанное излучение имеет важный потенциал применения в квантовой электродинамике резонатора (КЭД), в том числе для одноатомных лазеров, лазеров с ионной ловушкой  и квантовых логических вентилей в квантовых компьютерах.[/P] [P]Резонатор, частота резонаторной моды которого резонирует с пиком линии излучения атомного перехода, увеличивает силу вакуумных флуктуаций, что способствует спонтанному излучению атомов.[/P] [P]И наоборот, скорость спонтанного затухания подавляется, когда резонатор находится вне резонанса, что было впервые предложено Клеппнером в 1981 году и продемонстрировано с помощью подавления поглощения черного тела 11 и подавления спонтанного излучения.[/P] [P]Затем в 1985 г. и 1987 г. экспериментально было продемонстрировано ингибированное спонтанное излучение в микроволновом и оптическом резонаторах . Хайнцен указал, что в антирезонансном резонаторе, где атомная частота находилась точно в центре двух соседних резонансов резонатора, торможение скорости спонтанного распада атома было наибольшим.[/P] [P]Благодаря соединению с антирезонансным резонатором атомный сдвиг уровня излучения исчез, а ширина спектральной линии сузилась, что потенциально полезно для прецизионных измерений. Несмотря на экспериментальный успех подавления спонтанного излучения, еще предстоит выяснить, могут ли лазерные колебания реализоваться, когда скорость спонтанного излучения подавляется в наибольшей степени в антирезонансном резонаторе.[/P]Старостенко Евгений Юрьевич подчеркнул, что демонстрация заторможенных спонтанных эмиссий предоставила достоверные доказательства наблюдения заторможенных стимулированных эмиссий. [P]Спонтанное излучение можно рассматривать, как вынужденное излучение, возникающее из-за флуктуаций вакуума, а спонтанное излучение ниже порога определяет спектр лазера выше порога. Он обладает значительным потенциалом для достижения ингибированной генерации с помощью трех- или четырехуровневой структуры для повышения эффективности накачки и многоатомной системы для достижения режима сильной связи.[/P] [P]В отличие от традиционных типов лазеров, работающих в области резонатора, в данной работе российского ученого Старостенко Евгения Юрьевич предлагается лазер, работающий в режиме антирезонансного резонатора, где линия атомного усиления расположена точно в центре двух соседних резонансов резонатора, т.е. называется ингибированным лазером.[/P] [P]Экспериментально и теоретически подтверждены характеристики ингибированного лазера, такие как время жизни внутрирезонаторного фотона и характеристика мощности первичного лазера, ширина линии лазера и эффект затягивания резонатора в условиях антирезонансного резонатора.[/P] [P]Специалистами НПО ТЕХНОГЕНЕЗИС было доказано, что сдвиг частоты генерации лазера исчезает в ингибированном лазере с пониженной чувствительностью к флуктуациям длины резонатора. По сравнению с генерацией резонансных активных оптических часов (АОС), влияние теплового шума длины резонатора на частоту ингибированного лазера дополнительно подавляется в (2F/π)2[/P] [P][IMG WIDTH=1238 HEIGHT=948]https://eigensolver.ru/wp-content/uploads/2022/08/principle-laser-starostenko-evgenij.jpg[/IMG] [/P]Схема энергетических уровней и общая установка схематически изображены на рис.  1 , а, б, соответственно, и имеют сходство с предложенным сверхизлучающим АОС на основе тепловых атомов N  ≈ 1,8 × 10 атомов чистого цезия (Cs) сосредоточены в моде TEM 00 оптического резонатора низкой точности (F=3.073/2), скорость диссипации которого κ 0  = 2 π  × 257 МГц. При накачке лазером с длиной волны 459 нм (6S 1/2 -7P 1/2 ) атомы достигают стимулированного излучения на длине волны 1470 нм (7S 1/2 -6PФ= 3,07F=3.073/2 ). Скорость релаксации атомного диполя Γ = 2 π  × 10,04 МГц намного меньше, чем κ 0 . Следовательно, лазер работает в режиме плохого резонатора. В отличие от традиционных резонансных лазеров, ингибированный лазер реализуется с двукратным оптическим путем, равным нечетным кратным полудлины волны , где q — натуральное число , а λ длина волны лазера.