Для экспериментов, требующих сверхточных измерений и контроля над атомами, предпочтительны лазеры с высокой спектральной чистотой. Лабораторные лазеры обычно громоздки и дороги, но в лаборатории профессора Дэниела Блюменталя в Санта-Барбаре разрабатываются легкие и портативные устройства.
В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, команда представляет чиповый лазер с ультранизкой шириной линии и самоинжекцией на 780 нм. Устройство размером со спичечный коробок может работать лучше существующих лазерных систем за половину стоимости и пространства.
Атом, выбранный для разработки лазера, – рубидий, обладающий стабильностью и чувствительностью. Лазер ближнего инфракрасного диапазона принимает характеристику стабильного атомного перехода, проходя через пар атомов рубидия.
Чтобы получить прецизионный свет, необходимо устранить «шум» – дополнительные частоты (цвета), генерирующие «тона». Для создания чистого красного света настольные системы включают дополнительные компоненты. Исследователи интегрировали эту функциональность в чип.
Команда использовала лазерный диод Фабри-Перо, волноводы с низкими потерями и резонаторы с высоким коэффициентом качества на платформе из нитрида кремния. Устройство превосходит настольные лазеры по частотному шуму и ширине линии.
Низкая ширина полосы пропускания помогает улучшить взаимодействие с атомными системами, устраняя лазерный шум. Это указывает на стабильность лазерной технологии и ее способность преодолевать шумы.
Преимущества технологии включают стоимость (диод стоит 50 долларов) и масштабируемый процесс производства, основанный на CMOS-совместимом процессе. Лазеры можно использовать в квантовых экспериментах и других областях.
Источник: innovanews.ru
распечатать статью
