激光器系統(tǒng)能量損失的克服方法介紹

　　在諸如激光器等光學(xué)系統(tǒng)中，能量損失是影響功效的主要障礙，它以令人沮喪的方式持續(xù)不斷地存在。

　　為了克服激光器系統(tǒng)能量損失，操作人員經(jīng)常用超量光子或光束來刺激系統(tǒng)以獲取所需。但是，美國華盛頓大學(xué)的工程師們最近用一種新方法扭轉(zhuǎn)或消除了這種損失局面，而他們的方法正是通過給激光器系統(tǒng)增加一些“損失”來收獲能量。換一種說法就是，他們已經(jīng)發(fā)明了一種“以退為進(jìn)”的妙招。這一成果發(fā)表在10月17日出版的《科學(xué)》雜志上。

　　該成果的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)由華盛頓大學(xué)電子系統(tǒng)工程系教授楊蘭（音譯）博士領(lǐng)銜，五名隊(duì)員來自美國、日本和澳大利亞。他們共進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出這一新妙招。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月17日（北京時(shí)間）報(bào)道，在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們通過改變對兩個(gè)微型諧振器的距離改變其匹配狀態(tài)，對其中一個(gè)采用“一給命令就消失”的可控操作；在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，通過變化損失量，他們能操控匹配狀態(tài)并測算出兩個(gè)諧振器之間的光強(qiáng)度，結(jié)果，令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)能量損失增加的時(shí)候，兩個(gè)諧振器的總強(qiáng)度先是上升然后又有所下降，但最終重新顯現(xiàn)出了較高的光強(qiáng)度；在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們通過在二氧化硅中增加損失量獲得了兩個(gè)非線性現(xiàn)象。

　　“光強(qiáng)度在光學(xué)系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的參量。”楊蘭說，“不同于給系統(tǒng)增加更多能量的標(biāo)準(zhǔn)方法，我們反其道而行之，通過調(diào)節(jié)損失量來獲取更有效的能量?！?/p>

　　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括兩個(gè)微小的直接匹配的二氧化硅諧振器，每一個(gè)都配備了不同的熔錐光纖連接器，能將光線從一個(gè)激光發(fā)射器的二極管引導(dǎo)到感光探測器；光纖逐漸變窄，確保光線在光纖和諧振器的正中間。楊蘭說，這個(gè)構(gòu)想可以在任何配對物理系統(tǒng)中應(yīng)用。

　　上圖為對稱發(fā)光的配對激光諧振器，下圖為經(jīng)過調(diào)試變?yōu)椴粚ΨQ發(fā)光模式，左側(cè)光強(qiáng)明顯增加