Letter 物理：共振器内光子が1個未満の定常状態超放射レーザー 2012年4月5日 Nature 484, 7392 doi: 10.1038/nature10920 発振器のスペクトル純度は、重力波の検出、秒の決定、ナノメカニカル物体の基底状態への冷却、および量子操作、また量子計算など多数の応用で重要である。最近、原子のきわめて狭い光学遷移を使ったレーザー発振器は、現在のレーザーよりもスペクトル純度が数桁高くなると考えられるようになった。このようなスペクトル純度が高いレーザーは、いわゆる「bad-cavity」領域、すなわち超放射の領域深くで動作すると予測され、この領域では裸の原子線幅が共振器線幅よりずっと狭くなる。今回我々は、100万個を超える数のルビジウム87原子双極子の自発的な同期が、光共振器内部にある平均0.2個より少ない光子によって連続的に維持されているラマン超放射レーザー源を実証した。少ない共振器内光子数で動作させることにより、集団原子双極子がその環境から、振器周波数引込み測定により評価して、1万倍より大きく分離することが実証された。放出光の周波数線幅は、ラマンドレッシングレーザーに対して測定し、単一粒子デコヒーレンス線幅のものより狭く、「good-cavity」光レーザーに典型的に適用される量子線幅極限の1万分の1より狭い周波数線幅を持つ。この光レーザーについては、共振器線幅は原子線幅よりもずっと狭い。これらの結果から、将来の超放射レーザーに対するいくつかの重要な予測が明らかになり、こういうレーザーは受動的な原子時計の安定性を改善するのに使えると考えられ、また標準模型を越えた物理学の新しい探索につながるかもしれない。 Full Text PDF 目次へ戻る
