Disminuir el ancho de línea de emisión de una molécula es uno de los objetivos clave en la espectroscopía de precisión. Un enfoque se basa en enfriar las moléculas hasta casi el cero absoluto. Una forma alternativa es localizar las moléculas en una escala de longitud de onda inferior. Un enfoque novedoso en esta dirección utilizauna onda estacionaria en una fibra hueca llena de gas. Crea una serie de trampas profundas a escala nanométrica para las moléculas activas de Raman, lo que da como resultado un estrechamiento del ancho de línea en un factor de 10,000.
La radiación emitida por los átomos y las moléculas generalmente se ensancha espectralmente debido al movimiento de los emisores, lo que resulta en el efecto Doppler. Superar esta ampliación es una tarea difícil, en particular para las moléculas. Una posibilidad de superar el movimiento molecular es medianteconstruyendo trampas de potencial profundo con pequeñas dimensiones. Anteriormente, esto se hacía, por ejemplo, organizando varias vigas de contrapropagación en una configuración complicada, con un éxito limitado.
En un esfuerzo de cooperación del Instituto Max Born A. Husakou y el Instituto Xlim en Limoges, los investigadores muestran que la localización de la longitud de sub ondas y el estrechamiento de la línea es posible en un arreglo muy simple debido a la autoorganización del gas Raman hidrógeno molecular enuna fibra de cristal fotónica hueca. Debido a la dispersión de Raman, la luz de la bomba de onda continua se transforma en la llamada banda lateral de Stokes, que viaja de ida y vuelta en la fibra debido a los reflejos de los extremos de la fibra y forma un patrón de interferencia estacionariaonda con regiones intercambiables de campo alto y bajo. En las regiones de campo alto, la transición Raman está saturada y no está activa, y las moléculas tienen energía potencial alta ya que están parcialmente en el estado excitado. En la región de campo bajo,las moléculas son Raman-activas, y tienen una energía potencial baja ya que están cerca del estado fundamental. Estas regiones de campo bajo forman un conjunto de aproximadamente 40,000 trampas estrechas y fuertes, que contienen localizadosMoléculas Raman-activas.El tamaño de estas trampas es de alrededor de 100 nm 1 nm = 10 -9 m, que es mucho más pequeño que la longitud de onda de la luz de 1130 nm.Por lo tanto, las bandas laterales de Stokes emitidas tienen un ancho espectral muy estrecho de solo 15 kHz, ¡esto es 10,000 veces más estrecho que las bandas laterales ampliadas Doppler para las mismas condiciones!
La autoorganización del gas se manifiesta también en la escala macroscópica. Primero, los cálculos muestran que el proceso Raman ocurre principalmente exactamente en la sección de fibra donde se forma la onda estacionaria. Segundo, el gradiente macroscópico del potencial conduce aflujo de gas hacia el extremo de la fibra, que se observa a simple vista en el experimento. Esta fuerte localización y el estrechamiento del ancho de línea pueden encontrar diversos usos, por ejemplo, en espectroscopía. Sin embargo, también se puede utilizar como un método para modular periódicamente la densidad deel gas, que es naturalmente adecuado para desarrollar esquemas de ajuste de cuasifase para otros procesos no lineales, como la generación efectiva de altos armónicos.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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