Вопреки расхожим представлениям, свет лазера — не одна строго определенная длина волны, а узкая «полоска» спектра, которая имеет определенную «ширину линии». Приоритетной целью всех исследований в этой сфере является уменьшение этой ширины, а «идеальный лазер» будет функционировать строго на одной длине волны. Но до него еще далеко, а вот установку с шириной линии в 10 мГц уже можно увидеть в деле.
Ширина линии типовых лазеров измеряется в кГц, но для сверхточных работ, например, с атомными часами, нужна меньшая ширина линии. Вторая мера «качества» лазера – стабильность частоты света: колебания световой волны со временем начинают отклоняться от идеальной периодичности. Но чем дольше длится это стабильное состояние, тем лучше.
Новая разработка германо-американских ученых демонстрирует выдающиеся показатели по обоим параметрам. Настолько невероятные, что этот лазер просто не с чем сравнить, чтобы замерить разницу, а потому инженеры построили еще один такой же и сопоставляют результаты их работы. Ширина линии у нового лазера составляет всего 10 мГц, а время когерентности достигает 11 секунд, что соответствует длине цуга световых волн около 3,3 млн км, почти вдесятеро больше расстояния от Земли до Луны.
В основе лазера лежит кремниевый резонатор Fabry-Perot с двумя зеркалами напротив друг друга. Конструкция имеет длину 21 см и не подвержена ни вибрации, ни перепадам температуры и давления. Не идеальные, но максимально близкие к ним условия для проведения точнейших измерений. Сейчас ученые ищут способы снизить температуру в резонаторе еще больше и экспериментируют с составом материала зеркал, чтобы достичь ширины линии в феноменальный 1 мГц.
