近日，美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校（UC Santa Barbara）的研究团队宣布了一项具有里程碑意义的技术突破——一款微型、低成本、轻量化的高精度激光器。这款激光设备不仅在性能上可与传统大型激光器相媲美，而且其体积仅相当于一个火柴盒大小，预示着量子系统、原子钟和传感器等先进应用将迎来革命性的变革。
突破传统限制，推动科学进步
长期以来，开发和使用先进的量子系统、原子钟和传感器依赖于昂贵且体积庞大的高精度激光器。这些设备的复杂性和高昂成本使得全球许多实验室难以承受，从而制约了相关高价值实验的广泛开展。UC Santa Barbara 的这项新成果有望彻底改变这一现状，为更多科研机构提供可负担得起的解决方案。
“这些小型化的激光器将为实际的量子系统提供可扩展的激光解决方案，并为便携式、可现场部署以及基于太空的量子传感器提供激光光源。”该研究的主要负责人 Andrei Isichenko 博士研究生解释道。
技术创新，实现稳定光束
研究人员首先通过让一束激光穿过铷蒸气，使激光吸收铷原子的稳定频率和其他特性，从而获得稳定的激光输出。接着，他们利用一种紧凑的氮化硅芯片，集成了法布里-珀罗激光二极管和谐振器，以去除不必要的频率，降低噪声，并确保最终输出的是纯净的单频光束。这种设计使得新开发的激光设备不仅体积小，而且性能优越于传统的780纳米台式激光器。
广泛应用前景
低线宽激光器以其能够产生纯净、稳定、精确且集中在单一频率的光而闻名，在其他频率上的扩散极小。这类激光器是原子钟、传感器和量子实验不可或缺的一部分。UC Santa Barbara 教授 Daniel Blumenthal 强调：“你可以将这些设备放在卫星上，以一定的精度绘制地球及其周围的重力图。你还可以通过感知地球周围的重力场来测量海平面上升、海冰变化和地震。”
这款新型激光设备因其低廉的价格、更低的功耗和实用的设计，预计将在多个领域中发挥重要作用，包括但不限于空间探索、环境监测和科学研究等。
未来展望
随着这项技术的发展，科学家们现在可以在实验室内外更方便地使用高精度激光器，这将极大地促进量子科技和其他精密测量领域的进步。此外，该研究已发表在权威期刊《科学报告》杂志上，标志着这一创新获得了国际学术界的认可。
