Учени от университета Констанц, Германия, и Националния институт по стандарти и технологии (NIST) направиха демонстрация на ултра бърз лазер, който предлага рекордна комбинация от висока скорост, къси импулси и висока средна мощност. Ако бъде използван като честотен "гребен" за измерване на различните цветове на светлината, лазерът може да увеличи чувствителността на астрономичните инструменти, които търсят подобни на Земята планети, с до 100 пъти.
Лазерът има размерите на монета и се очаква да бъде описан подробно на предстоящата конференция за лазери и електро-оптика, съобщава sciencedaily.com. Излъчва 10 милиарда импулса в секунда, всеки от които има дължина на живота от около 40 фемтосекунди и средна мощност от 650 миливата (една фемтосекунда е равна на една квадрилионна част от секундата).
За сравнение, новият лазер произвежда 10 пъти повече импулси, отколкото стандартния честотен гребен на NIST, като в същото време произвежда много по-къси импулси в сравнение с другите лазери, работещи на същата скорост. Освен това, новият лазер е между 100 и 1000 пъти по-мощен в сравнение с обикновените високоскоростни лазери, а по време на експериментите е произвеждал и по-ясни сигнали.
Устройството е създадено от Албрехт Бартелс в центъра за приложна фотоника към университета в Констанц. Наред с другите си приложения, новият лазер може да бъде използван в търсене на планети, обикалящи около отдалечени от нас звезди.
Астрономите наблюдават за слаби промени в цветовете на светлината на звездите през определени периоди от време, като по този начин намират доказателства за съществуването на планета, обикаляща около дадена звезда. Тези промени се дължат на малки колебания в движението на звездата, тъй като орбитиращата планета я тегли напред и назад, създавайки вариации, траещи минути, във видимия честотен спектър на звездната светлина.
Сегашните астрономически инструменти са калибрирани с честотни стандарти, които са ограничени от гледна точка на спектрално покритие и стабилност. Честотните гребени могат да станат по-точни калибрирани инструменти, което ще позволи на учените да откриват дори още по-малки промени в звездната светлина, причинявани от малки планети, приличащи на Земята.
Подобни дребни планети биха причинявали цветови вариации, равни на звездно потреперване от само няколко сантиметра в секунда. Настоящите инструменти могат да засекат, в най-добрия случай, потреперване от около един метър в секунда.
Стандартните честотни гребени имат "зъби", които са прекалено добре подредени, за да могат астрономическите инструменти да ги четат. Един от възможните подходи за разрешаването на този проблем е по-бързият лазер.
В отделен документ групата от NIST и астронома Стийв Остерман от университета в Колорадо обясняват как, отразявайки светлина между поставки с огледала, намиращи се на определено разстояние една от друга, могат да бъдат елиминирани периодични прегради от зъби, така че да бъде създаден гребен, който на места няма зъби. Този метод оставя всеки 10-и или 20-и зъб, създавайки идеална линия за измерване за астрономията.
И двата подхода имат предимства при откриването на планети и свързаните с тази дейност приложения. Лазерът с размери на монета има много проста конструкция и произвежда мощни и изключително добре дефинирани зъби на гребена. От друга страна, филтриращият подход може да покрие по-широк набор от дължини на вълните.
Четири или пет паралелни филтрирани празнини в гребена могат да доставят изключително точен гребен от около 25 000 зъби, разположени на еднакво разстояние един от друг, който да обхване спектъра от видимите дължини до дължините на вълните, близки до инфрачервения спектър – от 400 до 1100 нанометра, казват от NIST.
Остермана ще се опита да тества подобен честотен гребен в базиран на Земята телескоп или пък ще използва за целта сателит или друга мисия в Космоса.
Друго възможно приложение на новия лазер е използването му за изследване на газове от разстояние в медицински и атмосферни проучвания. Лазерът е подходящ и за прецизен контрол при предаване на високоскоростни оптични комуникации.