最近、北京大学電子学部のChen Jingbiao教授のチームは、リュードベリ原子受信機の中核となるレーザー光源技術の研究において重要な革新を達成しました。関連する研究論文「Cs RydbergAtoms の 509 nm での外部 CavityDiode Laser」が、米国物理学会 (AIP) 傘下の応用物理学雑誌である Journal of Applied Physics に正式に掲載され、量子精密測定用の特殊レーザー光源の分野におけるチームの研究結果が国際的な応用物理学コミュニティによって高く評価されたことを示しています。
絶対リュードベリ原子は、量子精密測定、マイクロ波電場検出、原子レーダーなどの分野における中心的なキャリアです。 509nm レーザーは、絶対リュードベリ原子の 2 光子励起を実現するための重要な光源です。-従来の周波数 2 倍レーザー ソリューションには、大規模なシステム、高コスト、不十分な安定性などの欠点がありました。同じ波長帯域の市販の外部共振器レーザーは、狭い線幅、広いモード-ホップ-フリーチューニング、高い安定性を同時に満たすという厳しい仕様を満たすことが困難であり、これがリュードベリ原子レーダーシステムの小型化と実用化を制限しています。上記の業界の問題点に応えて、-チームはリトロー構成に基づいた高性能 509nm 格子外部共振器半導体レーザーの開発に成功しました。{10}
光学機器。カスタマイズされた GaN- ベースのレーザー チップ、低ノイズ回路設計、2mK- レベルの高精度-温度制御、フォワード フィードバック技術の最適化を通じて、複数のコア性能のブレークスルーが達成されました。レーザー線幅は 30.0±0.4kHz に達し、同じ構造の同様のデバイスの国際的な先進レベルに達しています。 ;モード-ホッピング-の自由調整範囲は最大 152pm (176 GHz)、周波数掃引速度は最大 57.6 GHz/ms で、レーダー受信機の高速周波数ホッピング要件を満たすことができます。自由動作時の波長変動は2.5時間で午後1時未満、出力は5.08mWです。
このシステムには、コンパクトな構造、優れた機械的安定性、制御可能なコストなどの優れた利点があります。
2 つの同一の 509nm 外部共振器半導体レーザーのビート周波数データ (黒い点) とローレンツ フィッティング曲線 (赤い曲線)。ビート周波数の線幅は 42kHz、単一レーザー システムの線幅は 30.0±0.4kHz です。この成果は、不滅のリュードベリ原子受信機の技術要件に高度に適合しており、量子精密測定、マイクロ波センシング、リュードベリ原子に基づく通信検出統合などのアプリケーション向けの高性能コア光源ソリューションを提供し、実験室研究からエンジニアリングおよび工業化への関連分野の変革を効果的に促進します。
Chen Jingbiao 氏のチームは、量子エレクトロニクス、精密測定レーザー技術、量子センシングコアデバイスの研究に長年取り組んできました。この成果は、主要な量子精密測定デバイスの分野におけるチームにとってのもう 1 つの重要な革新です。今後もチームは国家戦略のニーズに焦点を当て、中核技術の研究と成果の変革を深め、我が国の量子技術の高品質な開発と-レベルの科学技術的自立-の実現に向けて確かな技術サポートを提供していきます。
