Фемтосекундные лазеры для астрофизики

Лазеры непрерывного действия с пассивной синхронизацией мод обладают уникальной особенностью: они испускают строго периодическую последовательность совершенно одинаковых импульсов фемтосекундной длительности, а спектр их излучения представляет собой гребёнку эквидистантно расположенных узких спектральных линий, интервал между которыми определяется частотой непрерывного следования импульсов. Таким образом, фемтосекундный непрерывный лазер является источником регулярной гребёнки оптических частот (ГОЧ), значения которых можно сопоставить с цезиевым стандартом частоты (эталоном секунды), что предоставило возможность прецизионного измерения частоты в оптическом диапазоне, чрезвычайно важную для создания сверхточных атомных часов, прецизионной спектроскопии и метрологии. Одним из основных применений ГОЧ на основе непрерывных лазеров фемтосекундных импульсов является прецизионное измерение с помощью астрономических спектрометров доплеровских смещений в спектрах звёзд, которые возникают вследствие радиального движения звёзд по отношению к наблюдателю. Для того чтобы обеспечить высокую точность измерений, требуемую для поиска и исследований экзопланет, необходим прецизионный калибратор астрономического спектрометра. Такой калибратор может быть основан на фемтосекундной лазерной гребёнке спектральных линий. Рассматриваются лазерные системы, предназначенные для астрономических исследований, в том числе фемтосекундные лазеры для исследований в космосе. Предполагается, что развитие рассматриваемых методов сделает возможными прямые измерения ускорения расширения Вселенной.