據物理學家組織網近日報道，美國天體物理聯合實驗室（JILA）的物理學家展（zhǎn）示（shì）了一種新型的“超輻射”激光器設計，或可比（bǐ）現今最好的可見（jiàn）激光（guāng）穩定100倍至1000倍。這種類型的（de）激光能提升最先進的原子鍾的性（xìng）能，並有助於促進（jìn）通信和導航等相（xiàng）關技術的改進（jìn）。相（xiàng）關研究報告發表在近日出（chū）版的《自然》雜誌上。

      JILA由美國國家（jiā）標準與技（jì）術研究所(NIST)和科羅（luó）拉多大學共同創建。研究人員表示，新激光器基於強大的名為“相位陣列”的工程技術，源（yuán）自大（dà）量相同天線的電磁（cí）波可同步發揮作用，以構建具有有益特性的組合波（bō）。“超輻射”激光器原型將100萬銣（rú）原子囚禁在兩麵反射鏡之間的2厘米的（de）空間內，原子將與其內部的振（zhèn）動同步（bù）“起舞”，從而放射出微弱的深紅色激光（guāng）光束。

      普通激光依（yī）賴於（yú）數百萬光子在兩麵反射鏡間來回彈跳飛（fēi）射，在激（jī）光材料內擊打原子，生（shēng）成自身的（de）副本，構建出強光；隨後，光子和同步波將從反射鏡腔中泄出並形成激光束。但這不會發生在新的JILA激光器（qì）上，因為光（guāng）子（zǐ）不會在周圍過長逗留。在振（zhèn）蕩的（de）電場的作用下，原子會不斷激發，並放射出（chū）同步的光子，在（zài）反射（shè）鏡間徘徊。幾乎所有光子都（dōu）會在被鏡麵幹擾和破壞同步化的原子之前逃脫，因此可避免在一般激光器中發生的激光頻率變動現象。

      在（zài）實驗中（zhōng），科學家首（shǒu）先（xiān）會囚禁位於鏡麵之間激光中的原子，隨（suí）後使用其他低功（gōng）率的（de）激光（guāng）調整比率（lǜ），使原子（zǐ）在兩（liǎng）個能量級之間往返。每當降至（zhì）較低的能量（liàng）級時，原子將放射出光子。一般情況下，原子每秒僅會放射一個（gè）光子，但它們的關聯行為能使比率（lǜ）提升1萬倍（bèi），生成光的“超輻射”。這種“受激發射”也切合了激光的定義。

      測量結果顯示，激光束頻率對於反射鏡運動的敏感性可比普通的光（guāng）學激光低（dī）一（yī）萬分之一（yī），這說明（míng）新方式（shì）或（huò）可將NIST目前最佳的激光器的性能提高1000倍，其也有望走出實驗室，得到（dào）實際（jì）應用。盡管這種“超輻射”激光的亮度（dù）十分黯淡，但它卓越的穩定性可使其成為“反饋係統”中的一部分，“鎖住”正常的（de）激光輸出。這種激光可被用於最先進的原子鍾中，誘發超（chāo）精確時鍾所（suǒ）需的原子振蕩，有效提升時鍾的準確性。研究人員表示，未來還（hái）將使用鍶等（děng）不同類型的原子進行實驗，以更好地配合（hé）高級原子鍾的建造。同樣，這種（zhǒng）改（gǎi）進還（hái）會延伸至全球定位（wèi）係統、光學（xué）通信、大地測（cè）量和天文學等相關（guān）的技術（shù）之中。