Ny forskning viser, at laserspektrallinjebredde er klassisk-fysisk fænomen

Ny banebrydende forskning fra University of Surrey kan ændre den måde, forskere forstår og beskriver lasere på-og etablerer et nyt forhold mellem klassisk og kvantefysik.

I en omfattende undersøgelse udgivet af tidsskriftet Fremskridt inden for kvanteelektronik , en forsker fra Surrey, i partnerskab med en kollega fra Karlsruhe Institute of Technology og Fraunhofer IOSB i Tyskland, sætter spørgsmålstegn ved 60 års ortodoksi omkring laserprincipperne og laserspektrallinjebredden - grundlaget for styring og måling af lysets bølgelængder.

I den nye undersøgelse, forskerne finder ud af, at et grundlæggende princip for lasere, at forstærkning af lys kompenserer for laserens tab, er kun en tilnærmelse. Teamet kvantificerer og forklarer, at et lille overskydende tab, som ikke er afbalanceret af det forstærkede lys, men ved normal luminescens inde i laseren, giver svaret på laserens spektrallinjebredde.

En af disse tabsmekanismer, frakobling af lys fra laseren, producerer laserstrålen, der bruges til fremstilling af køretøjer, telekommunikation, laseroperation, GPS og meget mere.

Markus Pollnau, Professor i fotonik ved University of Surrey, sagde:"Siden laseren blev opfundet i 1960, laserspektrallinjebredden er blevet behandlet som stedbarnet i beskrivelserne af lasere i lærebøger og universitetsundervisning verden over, fordi dens kvantefysiske forklaring har lagt ekstraordinære udfordringer selv for underviserne.

"Som vi har forklaret i denne undersøgelse, der er en enkel, letforståelig afledning af laserspektrallinjebredden, og den underliggende klassiske fysik beviser kvantefysikkens forsøg på at forklare laserspektrallinjebredden håbløst forkert. Dette resultat har fundamentale konsekvenser for kvantefysikken. "