Лазерная отстройка

В оптической физике лазерная расстройка — это настройка лазера на частоту , которая немного отличается от резонансной частоты квантовой системы . При использовании в качестве существительного расстройка лазера представляет собой разницу между резонансной частотой системы и оптической частотой (или длиной волны ) лазера. Лазеры, настроенные на частоту ниже резонансной, называются красноотстроенными , а лазеры, настроенные выше резонанса, — сине-расстроенными . ^[1]

Иллюстрация

Рассмотрим систему с резонансной частотой в оптическом диапазоне частот электромагнитного спектра , т.е. с частотой от нескольких ТГц до нескольких ПГц или, что эквивалентно, с длиной волны в диапазоне от 10 нм до 100 мкм. Если эта система возбуждается лазером с частотой, близкой к этому значению, то лазерная расстройка тогда определяется как: ${\displaystyle \omega _{0}}$ ${\displaystyle \omega _{L}}$

$${\displaystyle \Delta \omega \ {\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}}\ \omega _{L}-\omega _{0}}$$

оптические полостимикрополостиатомыдиэлектрикиполупроводники

Лазерная расстройка важна для резонансной системы, такой как резонатор, поскольку она определяет фазу (по модулю 2π), приобретаемую лазерным полем за один оборот. Это важно для линейных оптических процессов, таких как интерференция и рассеяние, и чрезвычайно важно для нелинейных оптических процессов, поскольку влияет на условие фазового синхронизма .

Приложения

Лазерное охлаждение атомов

Лазеры можно расстроить в лабораторных условиях так, чтобы они были доплеровски сдвинуты к резонансной частоте в движущейся системе, что позволяет лазерам воздействовать только на атомы, движущиеся с определенной скоростью или в определенном направлении, и делает лазерную расстройку центральным инструментом лазерного охлаждения . ^[2] и магнитооптические ловушки . ^[1]

Оптомеханика

График оптически индуцированного затухания механического генератора в оптомеханической системе.

Подобно лазерному охлаждению атомов, знак расстройки играет важную роль в оптомеханических приложениях. ^{[3] [4]} В режиме красной расстройки оптомеханическая система подвергается охлаждению и когерентной передаче энергии между светом и механической модой (« светоделитель »). В режиме отстройки от синего цвета он подвергается нагреву, механическому усилению и, возможно, сжатию и запутыванию . Случай резонанса, когда расстройка лазера равна нулю, может использоваться для очень чувствительного обнаружения механического движения, например, используемого в LIGO .

Рекомендации

1. Фриц Риле (8 мая 2006 г.). Стандарты частоты: основы и приложения. Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-3-527-60595-8. Проверено 26 ноября 2011 г.
2. Гарольд Дж. Меткалф; Питер Ван дер Стратен (1999). Лазерное охлаждение и захват. Спрингер. ISBN 978-0-387-98728-6. Проверено 26 ноября 2011 г.
3. Аспельмейер, М.; Грёблахер, С.; Хаммерер, К.; Кизель, Н. (01 июня 2010 г.). «Квантовая оптомеханика - взгляд [Приглашен]». ЖОСА Б. 27 (6): А189–А197. arXiv : 1005.5518 . Бибкод : 2010JOSAB..27..189A. дои : 10.1364/JOSAB.27.00A189. ISSN  1520-8540. S2CID  117653925.
4. Аспельмейер, Маркус; Киппенберг, Тобиас Дж.; Марквардт, Флориан (30 декабря 2014 г.). «Резонаторная оптомеханика». Обзоры современной физики . 86 (4): 1391–1452. arXiv : 1303.0733 . Бибкод : 2014RvMP...86.1391A. doi : 10.1103/RevModPhys.86.1391. S2CID  119252645.