Ny banbrytande forskning från University of Surrey kan förändra hur forskare förstår och beskriver lasrar och skapar ett nytt förhållande mellan klassisk och kvantfysik.

I en omfattande studie publicerad av tidskriften Framsteg inom kvantelektronik , en forskare från Surrey, i samarbete med en kollega från Karlsruhe Institute of Technology och Fraunhofer IOSB i Tyskland, ifrågasätter 60 års ortodoxi kring laserprinciperna och laserspektrallinjebredden - grunden för att kontrollera och mäta ljusets våglängder.

I den nya studien, forskarna finner att en grundläggande princip för lasrar, att förstärkningen av ljus kompenserar för laserns förluster, är bara en approximation. Teamet kvantifierar och förklarar att en liten överskottsförlust, som inte balanseras av det förstärkta ljuset utan av normal luminescens inuti lasern, ger svaret på laserns spektrallinjebredd.

En av dessa förlustmekanismer, kopplingen av ljus från lasern, producerar laserstrålen som används vid fordonstillverkning, telekommunikation, laserkirurgi, GPS och mycket mer.

Markus Pollnau, Professor i fotonik vid University of Surrey, sade:"Sedan lasern uppfanns 1960, laserspektrallinjebredden har behandlats som styvbarnet i beskrivningarna av lasrar i läroböcker och universitetsundervisning världen över, eftersom dess kvantfysiska förklaring har ställt extraordinära utmaningar även för föreläsarna.

"Som vi har förklarat i denna studie, det finns en enkel, lättförståelig härledning av laserspektrallinjebredden, och den underliggande klassiska fysiken bevisar kvantfysikens försök att förklara laserspektrallinjebredden hopplöst felaktigt. Detta resultat har grundläggande konsekvenser för kvantfysiken. "