俄羅斯和瑞士科學家已經(jīng)開發(fā)出特殊環(huán)形諧振器中控制光的行為的新技術，這項技術能夠創(chuàng)建高精度緊湊分析儀和化學實驗室，科學家將研究文章發(fā)表在《自然物理》雜志（Nature Physics）之上。“為什么我們需要這種設備呢？試想一下，一對這樣的芯片將嵌入你的三星Galaxy 15手機。你對著它呼氣，它就會告訴你得了什么病以及你呼吸的空氣成分”，莫斯科俄羅斯量子中心科學主任兼莫斯科大學教授米哈伊爾·戈羅杰茨基指出。
2016年年初，米哈伊爾·戈羅杰茨基及其同事推出了一個緊湊型設備，光子芯片產(chǎn)生的激光束具有類似梳狀的不尋常光譜，通常這種復雜、笨重且昂貴的系統(tǒng)適用于激光器。
“我們發(fā)現(xiàn)，即使是在一個非常小的光學諧振器中都可以自發(fā)發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖，通過改建其中一個激光器來控制脈沖。同時，我們可以隨時監(jiān)測其屬性，這非常便捷并且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性”，科學家解釋道。
據(jù)物理學家介紹，其科學家小組研發(fā)的這項技術將這一設備縮小10萬倍——科學家指出，這種類型的古典設備像電表箱一樣大小，而其緊湊諧振器的體積卻小于1立方厘米。
令科學家和工程師感興趣的是，這種梳狀光譜能從射頻光譜將信號轉換到光學范圍，反之亦然，這將有助于將GPS接收器、鐘表、光譜儀和天文儀器的精度提高數(shù)倍。通過激光器的幫助創(chuàng)建了光學的頻率梳技術，約翰·霍爾和特奧多爾·亨施共同被授予了2005年諾貝爾物理學獎。
這一設備的基體就是所謂的微諧振腔，簡單來說就是由透明材料氮化硅或氟化鎂組成的圓形磁盤或圓圈，其中光束按照圓圈移動，再從其側壁反射。在一定條件下，連續(xù)波轉換成一組非常短的脈沖——給出穩(wěn)定梳光譜的孤立波。
戈羅杰茨基指出，國際科學小組利用無線電工程中使用的技術，已經(jīng)成功改善這種裝置的操作，學習監(jiān)控內(nèi)部光脈沖的行為，并控制它們的運動。
這使俄羅斯和瑞士科學家在避免無限光環(huán)脈沖運動干涉的同時，達到了非常高的信號頻率。俄羅斯量子中心已經(jīng)學會制作高質(zhì)晶體微諧振腔。瑞士科學家已經(jīng)使用了這些微諧振腔，并給予了非常高的評價。
除化學分析之外，這樣的光學頻率梳技術及其生產(chǎn)的諧振器可以用來創(chuàng)建軌道觀測臺和其他衛(wèi)星緊湊儀器，因為其他衛(wèi)星的尺寸和能量需求無法安裝普通的激光裝置。
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