Группа исследователей под руководством профессора Чжан Тяньшу из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала компактный полностью твердотельный лазер непрерывного действия (CW) с одночастотным режимом (SLM) и высокой стабильностью частоты с использованием блокировки частоты на основе йода. Это продвигает его применение в дистанционном зондировании атмосферы и мониторинге окружающей среды. Исследование [опубликовано](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0030399225007157) в журнале Optics and Laser Technology.
Применение CW SLM лазеров
CW SLM лазеры широко используются в таких областях, как лазерное усиление, 🔬 [обнаружение гравитационных волн](https://phys.org/tags/gravitational+wave+detection/), квантовая оптика. Они также играют ключевую роль в дистанционном зондировании атмосферы и 🔎 [мониторинге окружающей среды](https://phys.org/tags/environmental+monitoring/). Эти приложения требуют не только выхода SLM лазера, но и высокой стабильности частоты, которую современные полупроводниковые и волоконные лазеры не всегда могут обеспечить из-за ограниченной адаптивности к окружающей среде.
Технология и достижения
В этом исследовании команда внедрила кольцевую структуру резонатора в сочетании с технологией блокировки частоты поглощения йода. Зафиксировав частоту лазера на краю специфических линий поглощения йода и используя управление с обратной связью для регулировки длины резонатора, они достигли долгосрочной стабильности частоты.
Лазер демонстрирует отличное качество луча с значениями M² 1,05 в горизонтальном направлении и 1,19 в вертикальном, что свидетельствует о высокой пространственной когерентности. Ширина линии излучения составляет менее 10 МГц, что подтверждает стабильную работу в одночастотном режиме. С точки зрения стабильности частоты, хотя в свободном режиме лазер демонстрирует дрейф более 200 МГц, он значительно снижается до 4 МГц в течение 7 часов при применении блокировки частоты.
Для поддержки будущей интеграции и развёртывания в полевых условиях команда разработала систему с компактной оптико-механико-термическо-электрической конструкцией, отвечающей требованиям миниатюризации и стабильности.
Ожидаемые результаты
Ожидается, что это достижение обеспечит основной лазерный источник для приборов мониторинга окружающей среды следующего поколения, особенно в обнаружении атмосферных загрязнителей и 🌡 [парниковых газов](https://phys.org/tags/greenhouse+gases/), предлагая техническую поддержку для оценки качества воздуха и исследований изменения климата.
Предоставлено:
[Китайская академия наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)
[Chinese Academy of Sciences](https://english.cas.cn/)