Kvantové přesné měření je metoda, která využívá kvantové efekty a techniky interakcí světlo-atom k prolomení standardního kvantového limitu za účelem dosažení přesnosti, citlivosti a stability měření, která zcela převyšuje klasické způsoby měření. Klíčem k této převratné technologii je laser s úzkou šířkou čáry, který realizuje jemné skoky úrovně energie atomů a detekci kvantového stavu. Kromě toho jsou vysoké polarizační charakteristiky laserů také rozhodujícím faktorem pro zvýšení výkonu systémů pro stabilizaci frekvence laseru a systémů kvantové interference a pro omezení přesnosti a rozlišení měření. V oblasti kvantově přesných měření proto přitáhly velkou pozornost polovodičové lasery s úzkou šířkou čáry s úzkou šířkou čáry i čárovou polarizací, mezi nimiž je typickým představitelem laser s úzkou šířkou čáry 852 nm pro přípravu Rydbergových stavů atomů Cs.
Výzkumný tým vysoce výkonných polovodičových laserů Changchunského institutu optických přesných strojů a fyziky, Čínská akademie věd, pod vedením akademika Wang Lijuna a výzkumníka Ning Yongqiang, provedl v nedávné době výzkum pokročilých polovodičových laserů s úzkou šířkou čáry a klíčových technologií. let. Nedávno přidružený výzkumný pracovník Chao Chen z týmu ohlásil 852nm úzkou čáru, lineárně polarizovaný polovodičový laser založený na vnější optické zpětnovazební struktuře. Zavedením femtosekundového laserem indukovaného dvojlomného Braggova mřížkového filtru a jeho integrací s hybridním čipem s polovodičovým ziskem s vysokou polarizací a korelací dosahuje laserová struktura vysoce polarizovaného laserového výstupu s úzkou šířkou čáry s poměrem polarizačního zhášení více než 30 dB. a šířkou čáry pouhých 2,58 kHz s využitím selektivní zpětné vazby v polarizačním módu a technik injekce. Laser může být použit jako potenciální atomově čerpaný zdroj světla pro kvantově přesné měřicí systémy a na základě předchozího výzkumu laserů s úzkou šířkou záření odolných vůči záření je také slibný pro použití v kvantových experimentálních systémech se studenými atomy ve vesmírném prostředí, palubní i mimo palubu.
Výsledek výzkumu nese název „Lineární polarizace a polovodičový laser s úzkou šířkou vnější dutiny založený na dvojlomné Braggově mřížkové optické zpětné vazbě“, publikovaný v Optics and Laser Technology (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211 ). 110211).
Dříve výzkumný tým uvedl polovodičové lasery s úzkou šířkou vnější dutiny odolné vůči záření (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) a hybridní integrované lasery s úzkou šířkou polarizace (DOI: https: //doi). org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), respektive v reakci na potřeby kosmické laserové komunikace a koherentní laserové detekce. laser (výsledky publikované v Optics Express, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Obr. (a) Excitační spektrální charakteristiky laseru, (b) Polarizační extinkční poměr se vstřikovacím proudem (vložka ukazuje výkon laseru měřený různými úhly natočení vlnové desky), (c) Výkonové spektrum tepové frekvence a jeho prokládací křivka zpoždění Obr. self-externí diferenční měření šířky čáry laseru a (d) Numerická simulace a výsledky testů Lorentzovy šířky čáry.
Prvními autory výše uvedených prací jsou Ph.D. studenti Gazi Chen a Xichen Luo, v tomto pořadí, a odpovídajícím autorem je přidružený výzkumný pracovník Chao Chen. Výzkumná práce byla financována projektem National Natural Science Foundation of China, Jilin Science and Technology Development Plan a Changchun Science and Technology Development Plan a klíčové technologické průlomy polovodičových laserů s úzkou šířkou čáry byly schváleny třemi národními patenty na vynálezy. .
