論文の概要: An extremely bad-cavity laser
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.14240v1
- Date: Sun, 22 Oct 2023 09:25:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-25 00:50:58.176555
- Title: An extremely bad-cavity laser
- Title（参考訳）: 極端に悪いキャビティレーザー
- Authors: Jia Zhang, Tiantian Shi, Jianxiang Miao, Deshui Yu, Jingbiao Chen
- Abstract要約: バッドキャビティ・レシエーションの遅延は精度測定に有望な応用がある。
細粒度が2の限界に近い空洞からの出力が実験的にアクセスされたことはない。
レーザーの出力は数十ドル(約10万円)程度で、スペクトル線幅はゲインバンド幅の1000倍以上の数kHzに達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.00771582920809
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Lasing in the bad-cavity regime has promising applications in precision
measurement and frequency metrology due to the reduced sensitivity of the laser
frequency to cavity length fluctuations. Thus far, relevant studies have been
mainly focused on conventional cavities whose finesse is high enough that the
resonance linewidth is sufficiently narrow compared to the cavity's free
spectral range, though still in the bad-cavity regime. However, lasing output
from the cavity whose finesse is close to the limit of 2 has never been
experimentally accessed. Here, we demonstrate an extremely bad-cavity laser,
analyze the physical mechanisms limiting cavity finesse, and report on the
worst ever laser cavity with finesse reaching 2.01. The optical cavity has a
reflectance close to zero and only provides a weak optical feedback. The laser
power can be as high as tens of $\mu$W and the spectral linewidth reaches a few
kHz, over one thousand times narrower than the gain bandwidth. In addition, the
measurement of cavity pulling reveals a pulling coefficient of 0.0148, the
lowest value ever achieved for a continuous wave laser. Our findings open up an
unprecedentedly innovative perspective for future new ultra-stable lasers,
which could possibly trigger the future discoveries in optical clocks, cavity
QED, continuous wave superradiant laser, and explorations of quantum manybody
physics.
- Abstract（参考訳）: バッドキャビティ・レシエーションの遅延は、レーザー周波数のキャビティ長変動に対する感度の低下による精度測定と周波数干渉学に有望な応用がある。
これまで、関連する研究は主に、共振線幅が空洞の自由スペクトル範囲に比べて十分に狭くなるほど高い精細さを持つ従来のキャビティに焦点が当てられてきた。
しかし, 2 の限界に近い細さのキャビティからの出力は実験的には得られていない。
ここでは, 極端に悪いキャビティレーザーを実演し, キャビティの微細化を制限する物理機構を分析し, 精細化が2.01に達する最悪のレーザーキャビティについて報告する。
光学キャビティはゼロに近い反射率を持ち、弱い光フィードバックのみを提供する。
レーザーパワーは数十$\mu$Wで、スペクトル線幅はゲイン帯域の1000倍以上の数kHzに達する。
さらに、キャビティプルの測定により、連続波レーザーにおいて達成された最低値である0.0148の引力係数が明らかにされる。
我々の発見は、光時計、キャビティqed、連続波超ラジアントレーザー、量子多体物理学における将来の発見を誘発する可能性のある、将来の超安定レーザーに対する前例のない革新的な展望を明らかにした。
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