科学家利用“扰频”激光在精密测量领域取得新突破
在大多数情况下,混乱的工作条件会使我们无法进行准确的工作。但与这种普遍看法相反的是,最近有一组研究人员利用“扰频”激光在精确测量方面取得了突破。该团队由在阿德莱德大学生物科学学院和圣安德鲁斯大学物理与天文学院工作的Kishan Dholakia教授领导。
Dholakia教授说:“我们已经利用光的波动特性来创建由干涉而产生的被称为‘散斑’的颗粒状图案,它提供了对光和环境的敏感探测能力。这种方法将推进光学和量子传感技术,可增强下一代传感器的性能,并发展出新的测量设备,这些设备可能具有包括医疗保健在内的多种用途。”
Dholakia教授说:“我们通过使用一块人类头发宽度大小的玻璃纤维或使用一个空心的球体,将光线打乱成一种被称为‘散斑’的颗粒状图案,光线在出现之前会在空心的球体中反弹很多次。”
散斑的原理可以很容易地直观展示出来。Dholakia教授说:“如果你将激光笔照射在粗糙的表面上,比如涂漆的墙壁或一块磨砂胶带,激光发出的光就会被打乱成颗粒状的散斑图案。”
“通常,我们认为扰乱一个信号意味着我们会丢失信息,但这里并非如此。如果你移动激光,你所看到的图案就会发生巨大的变化。正是这种对变化的敏感性使得散斑可以成为精密测量的一个很好选择。”
该团队已经开展的工作是使用这种散斑图案来测量光的波长或颜色,其精确度达到了attometer(长度单位)水平,这相当于以一个原子大小的精度去测量足球场的长度。在最新研究进展中,该团队使用散斑来测量气体的折射率,他们对空气折射率的测量结果值为十亿分之一,这比传统方法的精度提高了几个数量级。(编译:Qtech)