新技术将“嘈杂”激光变成量子光

科学家发现了一种将波动激光器转换为非常稳定的光束的方法,这些光束违背了古典物理,为光子技术打开了依赖高功率和高精度的光子技术的新门。

来源:英国物理学家网首页
高强度的光源,具有量子水平的噪声。学分:自然光子学(2025)。 doi:10.1038/s41566-025-01677-2
自然光子学

科学家发现了一种将波动激光器转换为非常稳定的光束的方法,这些光束违背了古典物理,为光子技术打开了依赖高功率和高精度的光子技术的新门。

激光是科学,工业和医学中的重要工具,但增加其力量通常会导致“噪音” - 强度的不可预测波动,破坏了需要一致,稳定的光线的应用。

噪声

由康奈尔(Cornell)和马萨诸塞州技术学院(Massachets Institute)领导的研究人员已经证明了如何通过巧妙地使用光纤和过滤器将嘈杂的放大激光器转化为超稳梁。该技术在自然光子学中详细介绍。

详细

“令人惊讶的是,噪声是如此之低,以至于没有具有相同特性的经典激光束,”康奈尔工程公司(Cornell Engineering)应用和工程物理学助理教授尼古拉斯·里维拉(Nicholas Rivera)说,他与Shiekh Uddin,MIT的Doctctoral Associate的Shiekh Uddin进行了研究。 “它处于没有古典类似物的量子状态。”

激光 量子状态

这种量子光通常使用受控设置中的未扩增的低功率激光器产生。这项新的研究首次表明,具有很高噪声的放大光可以转化为“强度相关”光的状态,其中光子数量的波动降低到量子力学施加的基本极限以下。

低功率 量子力学 光波

然后,研究人员使用可编程光谱过滤器来隔离这些频率的最稳定组合。一些过滤的组合显示噪声水平比原始梁低30倍,而过滤的光保持高峰强度为每平方厘米0.1吨的高峰值。

高功率 更多信息: doi:10.1038/s41566-025-01677-2