进一步提高激光频率稳定度的新技术

　　激光与光电子学进展bookmark0的精度支持了爱因斯坦相对论和他对宇宙光速的观点。美国耶鲁大学B.Schaefer根据他对Y射线脉冲观测的结论，估计光速在6< 10"21精度内与频率无关。以前对光速与频率关系的最好研宄定在5< 10"17水平，那是根据对巨蟹脉冲星来的光的观测推断的，此星属于银河系，比Y射线脉冲更接近地球据Schaefer说，一种可能会提相反观点的未来观测涉及这样的证明，即如最近对中微子发现的那样，光子事实上没有可测的质量。但现在，他推断光子质量上限约为KTg（从征）进一步提高激光频率稳定度的新技术对高精度激光光谱学和许多物理常数的测量而言，发射极确定波长的激光至关重要。比如，光学时钟利用原子的光学共振确定时钟频率。如能进一步减小激光的“谱线宽度'则可望进一步提高精度。美国国家标准技术研宄院的B.Young和同事们建立了一种发射可见光的谱线宽度比以前窄10倍的激光器。

　　每一激光器的核心部分是使光束来回反射，并激起更多光发射的共振腔。在许多类激光器中，共振腔由所谓法布里珀罗干涉仪中的两块平行反射镜组成这种共振腔内可建立几种不同光波长，而且这种原始激光器内各种“模式”的相对相位可能是变化的。但利用“锁模”技术可迫使各种模式彼此具有固定相位然后使这种模式以一种能产生高功率短脉冲的方式迭加。虽然锁模能产生Cl1Hz精度的光脉冲，但直至现在，法布里珀罗腔本身的激光共振稳定性只限于10Hz Yomng和他的同事们认为，这个限制是由于激光腔因振动而引起微小长度变化产生的。他们通过材料的仔细挑选建立了一种对温度和振动变化不灵敏的腔，然后把此腔抽成真空，以避免腔内材料折射率变化而产生任何频率漂移。为进一步防止腔的振动，激光腔安装在一个用外科手术管垂直悬挂的台上此共振腔用工作于563nm波长的稳定染料激光照明。进一步发展最终可提供比现在用来确定秒的铯原子钟精确10000倍的时间标准（友清）高气压CO2气体可作谐波产生非线性材料（CO2）压到高气压并用Nd：YLF激光对其加热，他们的目的并不是寻求倍频晶体。但随着过程的继续，他们发现样品发射了绿光劳仑斯。里弗莫尔国家实验室物理学家Youo说/‘我们感到很惊奇，这种绿光是怎么回事，起初我们认为是化学发光“研宄小组用光谱仪对此光研宄后，惊奇地发现，它几乎完全处于527rim波长上换言之，这是他们用来加热CO2样品的1054nmNd：YLF激光的二次谐波。

　　小组发现，延伸的固相（CO2-V）中的几微克CO2样品使10W：输入激光转换了01%如果在这么低功率下都能很好工作，可想像在几千瓦或几兆瓦峰值输入脉冲激光下它是如何工作了。很易于设想此时会有甚高的转换效率。

　　Y（o（o和他的同事是为研宄能源部投资的“国家点火装置”工作的，他们试图增强对高能爆炸中作为最普通副产物的CO2在高气压和高温下行为的了解，以改进引爆方式这种信息对于了解天王星和海王星气体巨块内部化学情况也是有益的。但他们发现的倍频特性可望用来产生其它方法所难以实现的波长研宄人员把少量CO2放在两个金刚石尖针之间，为使CO2气体挤压到40GPa以上（相当于400，000大气压），他们把金刚石推压在一起。同时用Nd：YLF激光把CO2加热到1800K结果得到几微克硬度相当于立方氮化硼的CO2聚合物，氮化硼是仅次于金刚石（由碳形成）的最硬衬底。这种聚合物是种像金刚石那样优良的热导体，它能承受很高温度和很高激光功率。CO2-V也与用作普通二次谐波转换器的二氧化硅很相似由于CO2吸收1064nm光的性能很差，小组通过把微米尺寸红宝石硝屑散布到CO2样品内的方该组在32个周期内实现了0.6 Hz线宽，并确法使其间接加热，并用激光直接加热。另一种尝试是信有进一步改善的可能。该激光将用于汞离子钟中……*用铂箔或铑填料。为了证实倍频并非由加热材料的v7r994-2ry