Kvantepresisjonsmåling er en metode som utnytter kvanteeffektene og teknikkene til lys-atom-interaksjoner for å bryte gjennom standard kvantegrense for å oppnå målenøyaktighet, følsomhet og stabilitet som overgår klassiske målemidler. Nøkkelen til denne forstyrrende teknologien er en laser med smal linjebredde som realiserer fine energinivåhopp av atomer og kvantetilstandsdeteksjon. I tillegg er de høye polarisasjonsegenskapene til lasere også en avgjørende faktor for å forbedre ytelsen til laserfrekvensstabiliseringssystemer og kvanteinterferenssystemer, og for å begrense nøyaktigheten og oppløsningen til målingene. Derfor har halvlederlasere med smal linjebredde med både smal linjebredde og linjepolarisering tiltrukket seg mye oppmerksomhet innen kvantepresisjonsmålinger, blant annet 852 nm smal linjebreddelaser for fremstilling av Rydberg-tilstander av Cs-atomer er en typisk representant.
Det høyeffekts halvlederlaserforskerteamet ved Changchun Institute of Optical Precision Machinery and Physics, Chinese Academy of Sciences, under ledelse av akademiker Wang Lijun og forskeren Ning Yongqiang, har utført forskning på avanserte halvlederlasere med smal linjebredde og nøkkelteknologier i nyere tid. år. Nylig rapporterte førsteamanuensis Chao Chen fra teamet om en 852nm smal linjebredde, lineært polarisert halvlederlaser basert på en ekstern optisk tilbakemeldingsstruktur. Ved å introdusere et femtosekund laserindusert dobbeltbrytende Bragg-gitterfilter og integrere det med en halvlederforsterkningsbrikkehybrid med høy polarisasjon-korrelasjon, oppnår laserstrukturen en høy linjepolarisert laserutgang med smal linjebredde med et polarisasjonsekstinksjonsforhold på mer enn 30 dB og en linjebredde på så lav som 2,58 kHz ved å bruke polarisasjonsmodus-selektiv tilbakemelding og injeksjonslåseteknikker. Laseren kan brukes som en potensiell atompumpet lyskilde for kvantepresisjonsmålesystemer, og basert på tidligere forskning innen strålingsbestandige lasere med smal linjebredde, er den også lovende å bli brukt i kalde atom kvanteeksperimentsystemer i rommiljøer, både ombord og utenfor bord.
Forskningsresultatet har tittelen "Linear polarization and narrow-linewidth external-cavity semiconductor laser based on birefringent Bragg grating optical feedback", publisert i Optics and Laser Technology (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211) ). 110211).
Tidligere rapporterte forskerteamet om strålingsbestandige halvlederlasere med smal linjebredde (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) og høy polarisasjonsutryddelsesforhold med smale linjebredde hybridintegrerte lasere (DOI: https: //doi). org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), henholdsvis som svar på behovene til romlaserkommunikasjon og koherent laserdeteksjon. laser (resultater publisert i Optics Express, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Fig. (a) Eksitasjonsspektralkarakteristikker for laseren, (b) Polarisasjonsekstinksjonsforhold med injeksjonsstrøm (innsatsen viser lasereffekten målt ved forskjellige bølgeplaterotasjonsvinkler), (c) Slagfrekvenseffektspektrum og dets tilpasningskurve for forsinket selv-ekstern forskjellsmåling av laserlinjebredden, og (d) Numerisk simulering og testresultater av Lorentziansk linjebredde.
De første forfatterne av de ovennevnte artikler er Ph.D. studentene Gazi Chen og Xichen Luo, henholdsvis, og den tilsvarende forfatteren er Associate Researcher Chao Chen. Forskningsarbeidet har blitt finansiert av National Natural Science Foundation of China-prosjektet, Jilin Science and Technology Development Plan-finansiert prosjekt og Changchun Science and Technology Development Plan-prosjektet, og de viktigste teknologiske gjennombruddene for halvlederlasere med smal linjebredde har blitt autorisert tre nasjonale oppfinnelsespatenter .
