De nouvelles recherches montrent que la largeur de raie spectrale du laser est un phénomène de physique classique

De nouvelles recherches montrent que la largeur de raie spectrale du laser est un phénomène de physique classique

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Crédits: CC0 Public Domain

De nouvelles recherches révolutionnaires de l’Université de Surrey pourraient changer la façon dont les scientifiques comprennent et décrivent les lasers, établissant une nouvelle relation entre la physique classique et la physique quantique.


Dans une étude approfondie publiée par la revue Progrès dans l’électronique quantique, un chercheur de Surrey, en partenariat avec un collègue du Karlsruhe Institute of Technology et de Fraunhofer IOSB en Allemagne, remet en question 60 ans d’orthodoxie entourant les principes des lasers et la largeur de raie spectrale du laser – la base du contrôle et de la mesure des longueurs d’onde de la lumière.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs constatent qu’un principe fondamental des lasers, à savoir que l’amplification de la lumière compense les pertes du laser, n’est qu’une approximation. L’équipe quantifie et explique qu’une minuscule perte excessive, qui n’est pas équilibrée par la lumière amplifiée mais par une luminescence normale à l’intérieur du laser, fournit la réponse à la largeur de raie spectrale du laser.

L’un de ces mécanismes de perte, le découplage de la lumière du laser, produit le faisceau laser utilisé dans la fabrication de véhicules, les télécommunications, la chirurgie laser, le GPS et bien plus encore.

Markus Pollnau, professeur de photonique à l’Université de Surrey, a déclaré: « Depuis que le laser a été inventé en 1960, la largeur de raie spectrale du laser a été traitée comme le beau-fils dans les descriptions des lasers dans les manuels et l’enseignement universitaire dans le monde entier, en raison de son physique quantique l’explication a posé des défis extraordinaires, même pour les professeurs.

« Comme nous l’avons expliqué dans cette étude, il existe une dérivation simple et facile à comprendre de la largeur de raie spectrale laser, et la physique classique sous-jacente prouve la tentative de physique quantique d’expliquer la largeur de raie spectrale laser désespérément incorrecte. Ce résultat est fondamental conséquences pour la physique quantique.  »


Le laser écologiquement stable émet une lumière exceptionnellement pure


Plus d’information:
Markus Pollnau et al, cohérence spectrale, partie I: largeur de ligne de résonateur passif, largeur de ligne de laser fondamentale et approximation de Schawlow-Townes, Progrès dans l’électronique quantique (2020). DOI: 10.1016 / j.pquantelec.2020.100255

Fourni par l’Université de Surrey

Citation: De nouvelles recherches montrent que la largeur de raie spectrale du laser est un phénomène de physique classique (2020, 10 juillet) récupéré le 11 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-laser-spectral-linewidth-classical-physics-phenomenon. html

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