La mesura de precisió quàntica és un mètode que utilitza els efectes quàntics i les tècniques de les interaccions àtoms lleugers per superar el límit quàntic estàndard per aconseguir una precisió, sensibilitat i estabilitat de mesura que superin àmpliament els mitjans de mesura clàssics. La clau d'aquesta tecnologia disruptiva és un làser d'amplada de línia estreta que realitza salts fins al nivell d'energia dels àtoms i la detecció d'estat quàntic. A més, les característiques d'alta polarització dels làsers també són un factor decisiu per millorar el rendiment dels sistemes d'estabilització de freqüència làser i els sistemes d'interferència quàntica, i per limitar la precisió i la resolució de les mesures. Per tant, els làsers semiconductors d'amplada de línia estreta amb una amplada de línia estreta i polarització de línia han cridat molta atenció en el camp de les mesures de precisió quàntica, entre les quals el làser d'amplada de línia estreta de 852 nm per a la preparació d'estats Rydberg d'àtoms Cs és un representant típic.
L'equip d'investigació làser de semiconductors d'alta potència de l'Institut de Física i Maquinària de Precisió Òptica de Changchun, Acadèmia Xinesa de Ciències, sota el lideratge de l'acadèmic Wang Lijun i l'investigador Ning Yongqiang, ha dut a terme investigacions sobre làsers avançats de semiconductors d'amplada de línia estreta i tecnologies clau en els últims anys. anys. Recentment, l'investigador associat Chao Chen de l'equip va informar d'un làser semiconductor polaritzat linealment d'ample de línia estret de 852 nm basat en una estructura de retroalimentació òptica externa. Mitjançant la introducció d'un filtre de reixeta Bragg birrefringent induït per làser de femtosegon i la seva integració amb un xip híbrid de guany de semiconductor d'alta polarització i correlació, l'estructura làser aconsegueix una sortida làser d'ample de línia estreta i polaritzada en línia amb una relació d'extinció de polarització de més de 30 dB. i una amplada de línia tan baixa com 2,58 kHz mitjançant la utilització de tècniques de retroalimentació selectiva en mode de polarització i de bloqueig d'injecció. El làser es pot utilitzar com a font de llum potencial de bombeig atòmic per a sistemes de mesura de precisió quàntica i, basant-se en la investigació anterior en làsers d'amplada de línia estreta i resistents a la radiació, també promet ser utilitzat en sistemes experimentals quàntics d'àtoms freds en entorns espacials. tant a bord com fora de bord.
El resultat de la investigació es titula "Polarització lineal i làser semiconductor de cavitat externa d'amplada de línia estreta basat en retroalimentació òptica de reixeta de Bragg birrefringent", publicat a Optics and Laser Technology (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211). ). 110211).
Anteriorment, l'equip d'investigació va informar dels làsers semiconductors de cavitat externa d'amplada de línia estreta resistents a la radiació (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) i làsers integrats híbrids d'amplada de línia estreta (DOI: https: //doi) d'alta relació d'extinció de polarització. org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), respectivament, en resposta a les necessitats de comunicació làser espacial i detecció làser coherent. làser (resultats publicats a Optics Express, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Fig. (a) Característiques espectrals d'excitació del làser, (b) Relació d'extinció de polarització amb corrent d'injecció (l'inserció mostra la potència del làser mesurada per diferents angles de rotació de la placa d'ona), (c) Espectre de potència de freqüència de batec i la seva corba d'ajustament retardada mesura de diferència externa de l'amplada de línia làser, i (d) Simulació numèrica i resultats de proves de l'amplada de línia Lorentziana.
Els primers autors dels treballs anteriors són Ph.D. els estudiants Gazi Chen i Xichen Luo, respectivament, i l'autor corresponent és l'investigador associat Chao Chen. El treball de recerca ha estat finançat pel projecte de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, el projecte finançat del Pla de desenvolupament de la ciència i la tecnologia de Jilin i el projecte del Pla de desenvolupament de la ciència i la tecnologia de Changchun, i els avenços tecnològics clau dels làsers de semiconductors d'amplada de línia estreta han estat autoritzats amb tres patents d'invenció nacionals. .
