Τα τελευταία χρόνια, τα λέιζερ Brillouin έχουν προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον, μεταξύ των οποίων τα πιο ευρέως μελετημένα λέιζερ κυματοδηγών Brillouin έχουν αντιληφθεί ακτινοβολία λέιζερ χαμηλού θορύβου, στενού πλάτους γραμμής χαμηλού ορίου και έχουν εφαρμοστεί σε οπτικά ρολόγια και γυροσκόπια, εξαιρετικά σταθερά λέιζερ και μικροκύματα φωτονική. Ωστόσο, τα προβλήματα που αντιμετωπίζει η δομή των κατευθυνόμενων κυμάτων, όπως η δυσκολία στην ενίσχυση της ισχύος και η δυσκολία επέκτασης του μήκους κύματος λειτουργίας, έχουν περιορίσει την εφαρμογή των λέιζερ Brillouin στις κατευθύνσεις της ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων και της φασματοσκοπικής υψηλής ανάλυσης μεγάλης εμβέλειας. Μετρήσεις.
Εν όψει αυτού, οι Zhenxu Bai et al. στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Hebei πρότεινε ένα σχέδιο για την υλοποίηση ενός λέιζερ Brillouin που λειτουργεί σε ελεύθερο χώρο χρησιμοποιώντας κρυστάλλους διαμαντιού ως μέσο κέρδους Brillouin και ανέφερε την άμεση ακτινοβολία ενός λέιζερ Brillouin διαμαντιού για πρώτη φορά στη διεθνή σκηνή το 2020, λαμβάνοντας μια ορατή έξοδο λέιζερ Brillouin με ισχύ 11 W, η οποία είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη σε σύγκριση με τα λέιζερ κατευθυνόμενων κυμάτων Brillouin. Στη συνέχεια, το 2022, η ομάδα επέκτεινε το μήκος κύματος εξόδου από την ορατή ζώνη στο εγγύς υπέρυθρο και πέτυχε σταθερή λειτουργία λέιζερ μονής συχνότητας με ισχύ έως 22,5 W και λόγο σήματος προς θόρυβο 71,8 dB.
Ωστόσο, το σημαντικό ερώτημα εάν τα λέιζερ Brillouin με δομή ελεύθερου χώρου έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά στένωσης εύρους γραμμής με τα λέιζερ Brillouin με δομή κατευθυνόμενου κύματος δεν έχει απαντηθεί.
Πρόσφατα, η ομάδα απάντησε επιτυχώς σε αυτή την ερώτηση σε μια εργασία με τίτλο "Linewidth ngushting in free-space-running diamond Brillouin laser" που δημοσιεύτηκε στο ακαδημαϊκό περιοδικό High Power Laser Science and Engineering. Η εργασία με τίτλο «Linewidth narrowing in free-space-running diamond Brillouin laser», που δημοσιεύτηκε στο ακαδημαϊκό περιοδικό High Power Laser Science and Engineering, απάντησε με επιτυχία στην παραπάνω ερώτηση και για πρώτη φορά, ένα λέιζερ Brillouin single-frequency με Στένωση πλάτους γραμμής περισσότερο από έναν παράγοντα 4 έχει επιτευχθεί σε ένα διαμαντένιο λέιζερ Brillouin που λειτουργεί συνεχώς.
Χρησιμοποιήθηκε μια δομή κοιλότητας δακτυλίου με άμεση άντληση για την πραγματοποίηση του διπλού συντονισμού του φωτός της αντλίας και του φωτός Stokes με την τεχνική κλειδώματος κοιλότητας PDH, στην οποία το πλάτος γραμμής του φωτός της αντλίας ήταν 7,36 kHz. Χρησιμοποιώντας τρία σετ συζευγμένων κατόπτρων με διαφορετική ανακλαστικότητα 96 τοις εκατό , 97 τοις εκατό και 98,5 τοις εκατό για τα συγκριτικά πειράματα, τα αντίστοιχα πλάτη γραμμής του φωτός Stokes μετρήθηκαν στα 3,2 kHz, 2,43 kHz και 1,77 kHz, σε σύγκριση με την αντλία φως, επιτυγχάνεται η συμπίεση του πλάτους γραμμής και ο υψηλότερος λόγος συμπίεσης φτάνει τις 4,2 φορές. Κάτω από τη μέγιστη ισχύ αντλίας, η αντίστοιχη ισχύς εξόδου φωτός Stokes των τριών ανακλαστών ήταν 22,5 W, 16,9 W και 13,6 W, με αντίστοιχες αποδόσεις οπτικής μετατροπής 37,5 τοις εκατό, 29,1 τοις εκατό και 23,4 τοις εκατό, αντίστοιχα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι, χρησιμοποιώντας τα ευέλικτα δομικά χαρακτηριστικά του ταλαντωτή Brillouin ελεύθερου χώρου, αναμένεται να πραγματοποιηθεί έξοδος λέιζερ μονής συχνότητας με στενότερο εύρος γραμμής, υψηλότερη ισχύ και πλουσιότερα μήκη κύματος στο μέλλον, μειώνοντας την απώλεια στοιχείων ενδοκοιλότητας, βελτιστοποιώντας ο σχεδιασμός του ταλαντωτή και η προσαρμογή των παραμέτρων άντλησης και τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν μεγάλη σημασία για την προώθηση της ανάπτυξης και της εφαρμογής τεχνολογίας λέιζερ υψηλής συνοχής.
