量子精密測定は、量子効果と光原子相互作用の技術を利用して標準量子の限界を突破し、古典的な測定手段を総合的に上回る測定精度、感度、安定性を達成する方法です。 この破壊的技術の鍵となるのは、原子の微細なエネルギー準位ジャンプと量子状態検出を実現する狭線幅レーザーです。 さらに、レーザーの高い偏光特性も、レーザー周波数安定化システムと量子干渉システムの性能を向上させ、測定の精度と分解能を制約する決定的な要因となります。 したがって、狭線幅と線偏光の両方を備えた狭線幅半導体レーザは、量子精密測定の分野で多くの注目を集めており、その中でもCs原子のリュードベリ状態調製用の852nm狭線幅レーザが代表的なものである。
中国科学院長春光学精密機械物理研究所の高出力半導体レーザー研究チームは、学者の王立軍氏と研究者の寧永強氏の指導の下、最近、先進的な狭線幅半導体レーザーと主要技術の研究を行ってきた。年。 最近、チームの准研究員 Chao Chen は、外部光フィードバック構造に基づいた 852nm の狭い線幅の直線偏光半導体レーザーを報告しました。 フェムト秒レーザー誘起複屈折ブラッググレーティングフィルターを導入し、それを高偏光相関半導体ゲインチップハイブリッドと統合することにより、このレーザー構造は、30 dBを超える偏光消光比を備えた高い線偏光、狭線幅レーザー出力を達成します。偏波モード選択フィードバックおよび注入同期技術を利用することにより、線幅は 2.58 kHz という低さになります。 このレーザーは、量子精密測定システムの潜在的な原子励起光源として使用でき、耐放射線性の狭い線幅レーザーに関するこれまでの研究に基づいて、宇宙環境での冷原子量子実験システムでの使用も期待されています。オンボードでもオフボードでも。
研究成果は「複屈折ブラッググレーティング光学フィードバックに基づく直線偏光と狭線幅外部共振器半導体レーザー」と題され、Optics and Laser Technology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211) に掲載されました。 ）。 110211）。
以前、研究チームは、耐放射線性狭線幅外部共振器半導体レーザー (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) および高偏光消光比狭線幅ハイブリッド集積レーザー (DOI: https://doi. org/10.1016/j.optlastec.2023.110211)、それぞれ宇宙レーザー通信とコヒーレントレーザー検出のニーズに応えます。 レーザー (結果は Optics Express、DOI: doi.org/10.1364/OE.431341 で公開)。
図 (a) レーザーの励起スペクトル特性、(b) 注入電流による偏光消光比 (挿入図は、異なる波長板回転角度で測定されたレーザーパワーを示します)、(c) ビート周波数パワースペクトルと遅延周波数のフィッティング曲線レーザー線幅の自己外部差分測定、および (d) ローレンツ線幅の数値シミュレーションとテスト結果。
上記の論文の最初の著者は Ph.D. です。 それぞれ学生の Gazi Chen 氏と Xichen Luo 氏、責任著者は准研究員 Chao Chen 氏です。 この研究活動は、中国国家自然科学財団プロジェクト、吉林省科学技術開発計画資金提供プロジェクト、長春科学技術開発計画プロジェクトによって資金提供されており、狭線幅半導体レーザーの重要な技術的進歩は、3件の国家発明特許を認可されている。 。
