Kvanttäpsusmõõtmine on meetod, mis kasutab kvantefekte ja valguse-aatomi interaktsiooni tehnikaid, et ületada standardne kvantpiir, et saavutada mõõtmistäpsus, tundlikkus ja stabiilsus, mis ületab igakülgselt klassikalisi mõõtmisvahendeid. Selle häiriva tehnoloogia võtmeks on kitsa joonelaiusega laser, mis realiseerib aatomite energiataseme peeneid hüppeid ja kvantseisundi tuvastamist. Lisaks on laserite kõrge polarisatsiooniomadused otsustavaks teguriks ka lasersageduse stabiliseerimissüsteemide ja kvantinterferentsisüsteemide jõudluse suurendamisel ning mõõtmiste täpsuse ja lahutusvõime piiramisel. Seetõttu on kvanttäpsete mõõtmiste valdkonnas palju tähelepanu äratanud kitsa joonelaiusega pooljuhtlaserid, millel on nii kitsas joonelaius kui ka joonpolarisatsioon, mille tüüpiliseks esindajaks on 852 nm kitsa joonelaiusega laser Cs aatomite Rydbergi olekute valmistamiseks.
Hiina Teaduste Akadeemia Changchuni optiliste täppismasinate ja füüsika instituudi suure võimsusega pooljuhtlaserite uurimisrühm on akadeemik Wang Lijuni ja teadlase Ning Yongqiangi juhtimisel viinud läbi uurimistööd täiustatud kitsa joonelaiusega pooljuhtlaserite ja viimaste aastate võtmetehnoloogiate kohta. aastat. Hiljuti teatas töörühma kaasteadur Chao Chen 852 nm kitsa joonelaiusega lineaarselt polariseeritud pooljuhtlaserist, mis põhineb välisel optilisel tagasisidestruktuuril. Võttes kasutusele femtosekundilise laseriga indutseeritud kaksikmurduva Braggi võrefiltri ja integreerides selle kõrge polarisatsiooni-korrelatsiooniga pooljuhtvõimendusega kiibi hübriidiga, saavutab laserstruktuur suure joonpolarisatsiooniga kitsa joonelaiusega laserväljundi polarisatsiooni kustutussuhtega üle 30 dB ja liinilaius kuni 2,58 kHz, kasutades polarisatsioonirežiimi selektiivset tagasisidet ja sissepritse lukustamise tehnikaid. Laserit saab kasutada potentsiaalse aatomipumbaga valgusallikana kvanttäppismõõtmissüsteemides ning varasemate kiirguskindlate kitsa joonelaiusega laserite uurimistöö põhjal on seda perspektiivikas kasutada ka külma aatomi kvanteksperimentaalsetes süsteemides kosmosekeskkondades, nii pardal kui ka väljaspool seda.
Uurimistulemus kannab pealkirja "Lineaarne polarisatsioon ja kitsa joonelaiusega välisõõnsusega pooljuhtlaser, mis põhineb kaksikmurduval Braggi võre optilisel tagasisidel", avaldatud ajakirjas Optics and Laser Technology (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211). ). 110211).
Varem teatas uurimisrühm kiirguskindlatest kitsa joonelaiusega välise õõnsusega pooljuhtlaseritest (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) ja suure polarisatsiooniga ekstinktsioonisuhtega kitsa joonelaiusega integreeritud hübriidlaseritest (DOI: https: //doi). org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), vastuseks kosmoselaserkommunikatsiooni ja koherentse lasertuvastuse vajadustele. laser (tulemused avaldati Optics Expressis, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Joonis (a) Laseri ergastuse spektraalkarakteristikud, (b) Polarisatsiooni ekstinktsioonisuhe süstimisvooluga (sisend näitab laseri võimsust, mõõdetuna erinevate laineplaadi pöördenurkade järgi), (c) Lööksageduse võimsusspekter ja selle viivitusega sobituskõver laseri joonelaiuse iseseisva välise erinevuse mõõtmine ja (d) Lorentzi joonelaiuse numbriline simulatsioon ja katsetulemused.
Ülaltoodud tööde esimesed autorid on Ph.D. õpilased vastavalt Gazi Chen ja Xichen Luo ning vastav autor on kaasuurija Chao Chen. Uurimistööd on rahastanud Hiina riikliku loodusteaduste fondi projekt, Jilini teaduse ja tehnoloogia arengukava rahastatud projekt ning Changchuni teaduse ja tehnoloogia arengukava projekt ning kitsa joonelaiusega pooljuhtlaserite peamised tehnoloogilised läbimurded on saanud kolme riikliku leiutise patendi. .
