Pengukuran presisi kuantum adalah metode yang memanfaatkan efek kuantum dan teknik interaksi cahaya-atom untuk menembus batas kuantum standar guna mencapai akurasi, sensitivitas, dan stabilitas pengukuran yang secara komprehensif melampaui alat pengukuran klasik. Kunci dari teknologi disruptif ini adalah laser dengan lebar garis sempit yang mewujudkan lompatan tingkat energi atom yang halus dan deteksi keadaan kuantum. Selain itu, karakteristik polarisasi laser yang tinggi juga merupakan faktor penentu dalam meningkatkan kinerja sistem stabilisasi frekuensi laser dan sistem interferensi kuantum, serta membatasi keakuratan dan resolusi pengukuran. Oleh karena itu, laser semikonduktor lebar garis sempit dengan lebar garis sempit dan polarisasi garis telah menarik banyak perhatian di bidang pengukuran presisi kuantum, di antaranya laser lebar garis sempit 852 nm untuk persiapan atom Cs keadaan Rydberg adalah perwakilan yang khas.
Tim peneliti laser semikonduktor berdaya tinggi dari Institut Mesin dan Fisika Presisi Optik Changchun, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, di bawah kepemimpinan akademisi Wang Lijun dan peneliti Ning Yongqiang, telah melakukan penelitian tentang laser semikonduktor lebar garis sempit yang canggih dan teknologi utama baru-baru ini. bertahun-tahun. Baru-baru ini, Peneliti Asosiasi Chao Chen dari tim melaporkan laser semikonduktor terpolarisasi linier dengan lebar garis sempit 852nm berdasarkan struktur umpan balik optik eksternal. Dengan memperkenalkan filter kisi Bragg birefringent yang diinduksi laser femtosecond dan mengintegrasikannya dengan hibrida chip penguatan semikonduktor polarisasi-korelasi tinggi, struktur laser mencapai keluaran laser garis-terpolarisasi tinggi, lebar garis sempit dengan rasio kepunahan polarisasi lebih dari 30 dB dan lebar garis serendah 2,58 kHz dengan memanfaatkan umpan balik selektif mode polarisasi dan teknik penguncian injeksi. Laser dapat digunakan sebagai sumber cahaya potensial yang dipompa secara atom untuk sistem pengukuran presisi kuantum, dan berdasarkan penelitian sebelumnya pada laser lebar garis sempit yang tahan radiasi, laser ini juga menjanjikan untuk digunakan dalam sistem eksperimen kuantum atom dingin di lingkungan luar angkasa. baik di dalam maupun di luar kapal.
Hasil penelitiannya diberi judul “Laser semikonduktor rongga eksternal polarisasi linier dan lebar garis sempit berdasarkan umpan balik optik kisi birefringent Bragg”, dipublikasikan di Optik dan Teknologi Laser (DOI: https: //doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110211 ). 110211).
Sebelumnya, tim peneliti melaporkan laser semikonduktor rongga eksternal lebar garis sempit yang tahan radiasi (DOI: doi.org/10.1016/jjoptlastec.2023.110211) dan laser terintegrasi hibrida lebar garis sempit dengan rasio kepunahan polarisasi tinggi (DOI: https: //doi. org/10.1016/j.optlastec.2023.110211), masing-masing, sebagai respons terhadap kebutuhan komunikasi laser ruang angkasa dan deteksi laser yang koheren. laser (hasil dipublikasikan di Optics Express, DOI: doi.org/10.1364/OE.431341).
Gambar. (a) Karakteristik spektral eksitasi laser, (b) Rasio kepunahan polarisasi dengan arus injeksi (sisipan menunjukkan daya laser diukur dengan sudut rotasi pelat gelombang yang berbeda), (c) Spektrum daya frekuensi ketukan dan kurva pemasangannya yang tertunda pengukuran perbedaan eksternal diri dari lebar garis laser, dan (d) Simulasi numerik dan hasil pengujian lebar garis Lorentzian.
Penulis pertama makalah di atas adalah Ph.D. siswa Gazi Chen dan Xichen Luo, dan penulis korespondennya adalah Associate Researcher Chao Chen. Pekerjaan penelitian ini didanai oleh proyek National Natural Science Foundation of China, proyek yang didanai oleh Jilin Science and Technology Development Plan, dan proyek Changchun Science and Technology Development Plan, dan terobosan teknologi utama dari laser semikonduktor dengan lebar garis sempit telah disahkan oleh tiga paten penemuan nasional. .
