Крошечный лазер без зеркал экспресс
Оркестр без дирижёра, где музыканты слышат друг друга через общую стену. Примерно так устроен новый тип лазера: несколько атомов (излучателей) сидят вдоль световода — тонкой дорожки для света на чипе. Свет от каждого атома бежит по этой дорожке и влияет на соседей. Возникает коллективная игра, где атомы излучают согласованно, как смычки, взлетающие в один миг.
Но есть нюанс. Обычно в таких системах подкачивают энергией все атомы, чтобы они светили. Авторы работы пошли иначе: они предложили подкачивать только часть. Остальные атомы остаются «тёмными» — они не светят сами, но активно участвуют в общем деле. Именно эти неактивные атомы работают как встроенный фильтр: они выбирают нужную частоту и заставляют всех излучать строго в одном ритме. Получается сверхузкий луч, направленный вдоль световода.
Результат впечатляет. Свет выходит на частоте, очень близкой к собственной частоте атома — той, что задана самой природой и почти не меняется. Дрожание яркости (шум) оказывается минимальным: параметр g(2)(0) примерно равен единице, а это значит, что фотоны идут ровным потоком, без неприятных сгустков и провалов. Такой свет — идеальная «линейка» для измерения времени и расстояний.
И вот мы снова слышим тот самый оркестр. Только теперь понятно: дирижёром стали сами музыканты, а неслышная раньше перекличка через стену оказалась секретом идеального ритма. Без громоздких зеркал и сложных юстировок.
В таком лазере зеркала не нужны вовсе — их роль играет взаимное влияние атомов друг на друга через общий световод. Это как если бы музыканты держали ритм, просто слушая соседа, без взмахов палочки.
В романе «Вино из одуванчиков» Рэя Брэдбери машина счастья настраивала душу на идеальную волну — примерно так же лазер без зеркал настраивает свет на частоту, заданную самой природой атома.