Kvantprecisionsmätning är en metod som använder kvanteffekterna och teknikerna för ljus-atominteraktioner för att bryta igenom standardkvantgränsen för att uppnå mätnoggrannhet, känslighet och stabilitet som helt överträffar klassiska mätmetoder. Nyckeln till denna störande teknologi är en laser med smal linjebredd som realiserar fina energinivåhopp av atomer och kvanttillståndsdetektering. Dessutom är lasrarnas höga polarisationsegenskaper också en avgörande faktor för att förbättra prestanda hos laserfrekvensstabiliseringssystem och kvantinterferenssystem, och för att begränsa mätningarnas noggrannhet och upplösning. Därför har halvledarlasrar med smal linjebredd med både smal linjebredd och linjepolarisation väckt stor uppmärksamhet inom området för kvantprecisionsmätningar, bland vilka 852 nm smal linjebreddslaser för beredning av Rydberg-tillstånd av Cs-atomer är en typisk representant.
Forskningsgruppen för högeffektshalvledarlaser vid Changchun Institute of Optical Precision Machinery and Physics, Chinese Academy of Sciences, under ledning av akademikern Wang Lijun och forskaren Ning Yongqiang, har under senare tid genomfört forskning om avancerade halvledarlasrar med smal linjebredd och nyckelteknologier år. Nyligen rapporterade Associate Researcher Chao Chen i teamet en 852nm smal linjebredd, linjärt polariserad halvledarlaser baserad på en extern optisk återkopplingsstruktur. Genom att introducera ett femtosekund-laserinducerat dubbelbrytande Bragg-gitterfilter och integrera det med en halvledarförstärkningshybrid med hög polarisations-korrelation, uppnår laserstrukturen en hög linjepolariserad, smal linjebredd laserutgång med ett polarisationsextinktionsförhållande på mer än 30 dB och en linjebredd på så låg som 2,58 kHz genom att använda polarisationsläges-selektiv återkoppling och injektionslåsningstekniker. Lasern kan användas som en potentiell atompumpad ljuskälla för kvantprecisionsmätningssystem, och baserat på tidigare forskning inom strålningsbeständiga lasrar med smal linjebredd är den också lovande att användas i kalla atom-kvantexperimentsystem i rymdmiljöer, både ombord och ombord.
Forskningsresultatet har titeln "Linear polarization and narrow-linewidth external-cavity semiconductor laser based on birefringent Bragg grating optical feedback", publicerad i Optics and Laser Technology (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211) ). 110211).
Tidigare har forskargruppen rapporterat strålningsbeständiga halvledarlasrar med smal linjebredd (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) och hybridintegrerade lasrar med smal linjebredd med hög polarisationsförhållande (DOI: https: //doi). org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), som svar på behoven av rymdlaserkommunikation och koherent laserdetektering. laser (resultat publicerade i Optics Express, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Fig. (a) Excitationsspektrala egenskaper hos lasern, (b) Polarisationsextinktionsförhållande med injektionsström (insatsen visar lasereffekten mätt med olika vågplattans rotationsvinklar), (c) Slagfrekvenseffektspektrum och dess passningskurva för fördröjd självextern skillnadsmätning av laserns linjebredd, och (d) Numerisk simulering och testresultat av Lorentzisk linjebredd.
De första författarna till ovanstående artiklar är Ph.D. studenterna Gazi Chen respektive Xichen Luo, och motsvarande författare är Associate Researcher Chao Chen. Forskningsarbetet har finansierats av National Natural Science Foundation of China-projektet, Jilin Science and Technology Development Plan-finansierat projekt och Changchun Science and Technology Development Plan-projektet, och de viktigaste tekniska genombrotten för halvledarlasrar med smal linjebredd har godkänts i tre nationella uppfinningspatent .
