具有高光谱纯度的激光器可以实现多种应用空间,包括精密光谱、相干高速通信、物理传感和量子系统操控。目前,精心设计和构建的台式法布里-珀罗腔已经在主动激光线宽减小方面取得了显著成就,主要用于光学原子钟。然而,对在周围环境中高性能运行的小型化激光系统的需求日益增加。这里介绍了一种紧凑而坚固的光子原子激光器,它由一个 2.5 厘米长、20 000 精细度、单片法布里-珀罗腔和一个微机械铷蒸汽室集成而成。通过利用腔的短时频率稳定性和原子的长期频率稳定性,实现了能够集成以进行扩展测量的超窄线宽激光器。具体来说,该激光器支持 20 毫秒平均时间内 1 × 10 − 13 的分数频率稳定性,7 × 10 − 13
由于振动和旋转跃迁,一氧化碳和甲烷等许多分子在中红外范围内都有强的吸收线。1 自 1994 年发明以来,中红外量子级联激光器 (QCL) 已成为分子气体传感的流行选择。2 分子光谱的精度和分辨率高度依赖于 QCL 的光谱线宽。3 由于接近于零的线宽展宽因子 (LBF),4 QCL 本身的固有线宽只有几百赫兹,接近肖洛-汤斯极限。5 然而,电流源噪声、温度波动和机械振动引起的闪烁噪声(1/f 噪声)会显著加宽自由运行 QCL 的实际线宽至兆赫兹范围。6 为了将 QCL 的光谱线宽缩小到千赫兹或赫兹范围,已经开发出各种各样的频率稳定技术。一种主要方法是将 QCL 频率锁定在分子吸收线的一侧,但代价是波长可调性的损失。7、8 另一种方法是通过庞德-德雷弗-霍尔方法将 QCL 锁定在高精度光学腔体上,这种方法容易受到外部声学和机械振动的影响。9 – 11 一种更常见的方法是将 QCL 相位锁定在近红外光学腔体上。
b'在室温下,已证实 GaN 半导体中 1.5 \xce\xbc m 电信波长的稀土激光作用。我们已报道了在上述带隙激发下,通过金属有机化学气相沉积制备的 Er 掺杂 GaN 外延层产生的受激发射。使用可变条纹技术,已通过发射强度阈值行为作为泵浦强度、激发长度和光谱线宽变窄的函数的特征特征,证实了受激发射的观察。使用可变条纹设置,在 GaN:Er 外延层中已获得高达 75 cm 1 的光增益。GaN 半导体的近红外激光为光电器件的扩展功能和集成能力开辟了新的可能性。'
本综述介绍了采用铁磁共振电动力学理论测量铁磁线宽、磁导率张量和饱和磁化强度的最新进展。结果表明,与常用的微扰和静磁理论相比,电动力学理论可以显著提高这些参数的测量精度。与微扰法相反,电动力学理论并不局限于小样本。它允许在适当选择的金属外壳中确定任意尺寸的球形和圆柱形旋磁样品的共振频率和 Q 因子。用电动力学理论对非常小的样本得到的结果与用微扰和静磁理论得到的结果相同。给出了微波频率下铁磁线宽、磁导率张量和饱和磁化强度的测量结果。
美国商务部,芭芭拉·哈克曼·富兰克林,部长 技术管理局,罗伯特·M·怀特,技术部副部长 美国国家标准与技术研究所,约翰·W·莱昂斯,主任
基于三波混合的参数放大器是电磁信号处理的基本过程[1],无论是在光学和微波频域中。最近,随着量子信息科学的出现,三波混合为单个光子水平[2,3]的测量提供了一个基本的构建块,在此至关重要的是,非线性混合过程纯粹是消除的。一类重要的参数放大器利用三波混合来通过向下转换较高的频率泵场的转换来扩大传入的信号场。放大过程涉及在角频率下传入的泵photon!p以频率分为传出的信号和怠速光子!s和!i,在哪里进行。p¼!sÞ!i。自非线性光学元件早期以来,就已经知道了经典级别的三波混合过程原则上是可逆的和相位敏感的。在三波混合的情况下,这是最容易看到的,这是通过制作不耗尽的泵近似,从而导致信号和惰轮的线性两端口散射矩阵。通常仅在信号端口的输入中运行非排定副标,从而导致相位呈现相位的放大器,并带有功率增益,G 0。However the S matrix has two eigenvectors corresponding to inputs on both signal and idler port, with reciprocal eigenvalues given approximately by 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , 1 = 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , the former corresponding to coherent amplifica- tion of signal and idler with power gain 4 G 0 , and the latter to coherent attenuation (CA).在CA中,信号和惰轮都用正确的相对相施加,并且它们连贯地组合到泵频率,从而导致功率衰减1 = 4 g 0;这是相干扩增的时间转换过程。直到最近,还没有几乎无损的微波放大器,可以通过此简单的矩阵来很好地建模。但是,我们在这里使用的约瑟夫森参数转换器(JPC)几乎是无损的,并且性能限制了量子[5,6]。连贯的衰减和扩增
低至 366 nm 汞线),可以对低至约 0.3 Ilm 的线宽进行光学测量(对于 366 nm 的 f/1 光学元件,艾里斑直径为 0.45 Ilm)。但是,要达到如此窄的线宽,必须对图像中的衍射效应进行建模,并制定一个有意义的标准,确定图像轮廓上的哪个点对应于线的边缘。随着特征高度变得大于大约四分之一波长,并且纵横比(特征高度/宽度)接近并大于 1,这种建模变得越来越困难。这种困难部分是数学上的(例如,不能使用标量理论将特征视为平面,并且对于小线宽和大纵横比,相邻边缘的衍射效应会相互作用)。困难的部分原因还在于,随着特征高度的增加和边缘几何形状与理想垂直形状的偏离,衍射效应变得更加明显,并从边缘进一步传播。事实上,对于大纵横比和非垂直壁,“线宽”的定义本身就有多种解释。
已被利用以在化合物中提出四分和高配位,例如[C(AUPR 3)4]和[C(AUPR 3)5] +。[13–17]在此表明,单个金原子也可以表现出类似于氢原子的化学。我们报告了实验和理论证据,表明一系列的Si -Au簇[Siau n](n = 2-4)在结构和电子上与SIH n相似。相应[siau n]阴离子的光电光谱(PES)表明,[siau 4]的较大能隙为2.4 eV,因此表明非常稳定的分子。从头算计算表明,[Siau 4]具有理想的四面体结构,而[siau n]中化学键的性质具有与Sih n中的一对一的对应关系。甲硅烷的化学稳定性[siau 4]表明它可以合成为孤立化合物。目前的发现也与了解技术重要的硅及其界面中的化学相互作用有关。通过混合Au – Si靶的激光蒸气产生硅簇,并通过PES研究了它们的电子结构(请参阅实验部分)。图1显示了两个不同的
由于本报告篇幅有限,因此假设读者对将激光器稳定到参考腔体领域有一定的了解。对于不熟悉该领域的人来说,Hamilton 的评论文章 [1] 是一个很好的起点。虽然提高激光器的被动稳定性很有用,但只能将激光线宽减小到一定程度。为了取得进一步进展,需要进行主动稳定。主动稳定的先决条件是鉴频器。可以使用分子吸收或参考腔体。参考腔体有两个优点,首先,谐振梳允许访问光谱中的任何位置。此外,控制信号的信噪比可以几乎无限制地增加,而不会因功率而使谐振变宽。在实现这种类型的激光稳定之前,激光源必须以单一的空间和时间模式运行。还假设有足够带宽的致动器来涵盖激光器的固有噪声。这些致动器既可以作用于激光腔本身(压电安装镜、腔内布鲁斯特板),也可以作用于腔外的光(声光调制器 -AOM、电光调制器 -EOM)。20 世纪 80 年代,出现了许多技术发展,使得构建 1 赫兹激光器成为可能。使用参考腔的主要问题之一是热长度变化。