ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เลเซอร์ Brillouin ได้รับความสนใจอย่างมาก โดยเลเซอร์ Brillouin ของท่อนำคลื่นที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุดได้ทำให้เป็นจริงการแผ่รังสีเลเซอร์ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ ขีดจำกัดความกว้างเส้นแคบต่ำ และถูกนำไปใช้กับนาฬิกาออปติคอลและไจโรสโคป เลเซอร์ที่มีความเสถียรสูง และไมโครเวฟ โฟโตนิกส์ อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เผชิญโดยโครงสร้างคลื่นนำทาง เช่น ความยากลำบากในการเพิ่มกำลังและความยากในการขยายความยาวคลื่นปฏิบัติการ ได้จำกัดการใช้เลเซอร์ Brillouin ในทิศทางของการตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงและสเปกโทรสโกปีความละเอียดสูงระยะยาว การวัด
ในมุมมองนี้ Zhenxu Bai และคณะ ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเหอเป่ยได้เสนอโครงการเพื่อสร้างเลเซอร์ Brillouin ที่ปฏิบัติการในพื้นที่ว่างโดยใช้คริสตัลเพชรเป็นสื่อกลางในการรับ Brillouin และรายงานการแผ่รังสีโดยตรงของเลเซอร์ Brillouin เพชรเป็นครั้งแรกในเวทีระหว่างประเทศในปี 2020 โดยได้รับ เอาต์พุตเลเซอร์ Brillouin ที่มองเห็นได้ด้วยกำลัง 11 W ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ Brillouin แบบคลื่นนำทาง ต่อจากนั้น ในปี 2022 ทีมงานได้ขยายความยาวคลื่นเอาต์พุตจากแถบที่มองเห็นได้ไปยังอินฟราเรดใกล้ และได้รับการทำงานด้วยเลเซอร์ความถี่เดียวที่เสถียรด้วยกำลังสูงถึง 22.5 W และอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ 71.8 dB
อย่างไรก็ตาม คำถามสำคัญที่ว่าเลเซอร์ Brillouin ที่มีโครงสร้างแบบพื้นที่ว่างนั้นมีลักษณะการแคบลงของความกว้างของเส้นเหมือนกันหรือไม่นั้นยังไม่ได้รับคำตอบสำหรับเลเซอร์ Brillouin ที่มีโครงสร้างเป็นคลื่นนำทาง
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมงานประสบความสำเร็จในการตอบคำถามนี้ในบทความเรื่อง "Linewidth แคบลงในเลเซอร์ Brillouin เพชรที่ทำงานในพื้นที่ว่าง" ที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ High Power Laser Science and Engineering บทความเรื่อง "Linewidth แคบลงในเลเซอร์ Brillouin เพชรที่ทำงานในพื้นที่ว่าง" ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ High Power Laser Science and Engineering ได้ตอบคำถามข้างต้นได้สำเร็จ และเป็นครั้งแรกที่เลเซอร์ Brillouin ความถี่เดียวที่มี a ความกว้างของเส้นที่แคบลงมากกว่า 4 เท่าได้รับมาจากเลเซอร์เพชร Brillouin ที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง
โครงสร้างโพรงวงแหวนแบบปั๊มโดยตรงถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดเสียงสะท้อนสองเท่าของแสงปั๊มและแสงสโตกส์โดยเทคนิคการล็อคโพรง PDH ซึ่งความกว้างของเส้นแสงของปั๊มคือ 7.36 kHz ด้วยการใช้กระจกประกอบสามชุดที่มีค่าการสะท้อนแสงต่างกันที่ร้อยละ 96 ร้อยละ 97 และร้อยละ 98.5 สำหรับการทดลองเปรียบเทียบ ความกว้างของเส้นที่สอดคล้องกันของแสงสโตกส์ถูกวัดเป็น 3.2 กิโลเฮิรตซ์ 2.43 กิโลเฮิรตซ์ และ 1.77 กิโลเฮิรตซ์ เปรียบเทียบกับปั๊ม เบา ตระหนักถึงการบีบอัด linewidth และอัตราส่วนการบีบอัดสูงสุดถึง 4.2 เท่า ภายใต้กำลังปั๊มสูงสุด กำลังขับของแสงสโตกส์ที่สอดคล้องกันของแสงสะท้อนทั้งสามคือ 22.5 W, 16.9 W และ 13.6 W โดยมีประสิทธิภาพการแปลงแสงที่สอดคล้องกันที่ 37.5 เปอร์เซ็นต์ 29.1 เปอร์เซ็นต์ และ 23.4 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ
ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า การใช้ลักษณะโครงสร้างที่ยืดหยุ่นของ Brillouin oscillator พื้นที่ว่าง คาดว่าจะสร้างเอาต์พุตเลเซอร์ความถี่เดียวที่มีความกว้างของเส้นแคบลง กำลังที่สูงขึ้น และความยาวคลื่นที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นในอนาคต โดยการลดการสูญเสียของส่วนประกอบภายในโพรง การออกแบบออสซิลเลเตอร์และการปรับพารามิเตอร์การปั๊ม และผลการวิจัยมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่มีความสอดคล้องกันสูง
