Recentemente, a equipe do professor Chen Jingbiao da Escola de Eletrônica da Universidade de Pequim, alcançou inovações importantes na pesquisa da tecnologia de fonte de laser central do Receptor Atômico Rydberg. O artigo de pesquisa relacionado "External CavityDiode Laser at 509 nm for Cs RydbergAtoms" foi publicado oficialmente no Journal of Applied Physics, um jornal de física aplicada do Instituto Americano de Física (AIP), marcando que os resultados da pesquisa da equipe no campo de fontes especiais de luz laser para medições de precisão quântica foram altamente reconhecidos pela comunidade internacional de física aplicada.
Os átomos absolutos de Rydberg são os principais portadores em áreas como medição de precisão quântica, detecção de campo elétrico por micro-ondas e radar atômico. O laser de 509 nm é a principal fonte de luz para realizar a excitação de dois -fótons de átomos absolutos de Rydberg. As soluções tradicionais de laser duplicado-de frequência apresentam deficiências, como sistemas grandes, custos elevados e estabilidade insuficiente. Lasers de cavidade externa comerciais na mesma banda de comprimento de onda são difíceis de atender às especificações estritas de largura de linha estreita, ajuste livre de-salto-de modo amplo e alta estabilidade ao mesmo tempo, o que restringe a miniaturização e a praticidade do sistema de radar atômico Rydberg. Em resposta aos-pontos problemáticos do setor mencionados acima, a equipe desenvolveu com sucesso um laser semicondutor de cavidade externa com grade de 509 nm de alto-desempenho com base na configuração Littrow.
Equipamento óptico. Por meio de chips laser baseados em GaN-personalizados, design de circuito de baixo-ruído, controle de temperatura de-alta precisão-de 2mK e otimização da tecnologia de feedback direto, vários avanços no desempenho do núcleo foram alcançados: a largura de linha do laser atinge 30,0±0,4kHz, atingindo o nível avançado internacional de dispositivos semelhantes com a mesma estrutura. ; A faixa de ajuste livre do modo-salto-é de até 152pm (176GHz) e a taxa de varredura de frequência é de até 57,6GHz/ms, o que pode atender aos requisitos de salto rápido de frequência dos receptores de radar; a flutuação do comprimento de onda da operação livre é inferior a 13h em 2,5 horas e a potência de saída é de 5,08mW.
O sistema tem vantagens notáveis, como estrutura compacta, boa estabilidade mecânica e custo controlável.
Dados de frequência de batimento (pontos pretos) e curva de ajuste de Lorentz (curva vermelha) de dois lasers semicondutores de cavidade externa de 509nm idênticos. A largura de linha da frequência de batimento é de 42kHz e a largura de linha de um único sistema de laser é de 30,0±0,4kHz. Essa conquista é altamente adaptada aos requisitos técnicos do indestrutível receptor de átomos de Rydberg e fornece uma solução de fonte de luz central de alto-desempenho para aplicações como medição de precisão quântica, detecção de microondas e integração de detecção de comunicação baseada em átomos de Rydberg, além de promover efetivamente a transformação de campos relacionados, desde pesquisa de laboratório até engenharia e industrialização.
A equipe de Chen Jingbiao está envolvida há muito tempo em pesquisas sobre eletrônica quântica, tecnologia de laser de medição de precisão e dispositivos centrais de detecção quântica. Essa conquista é outra inovação importante para a equipe na área dos principais dispositivos de medição de precisão quântica. No futuro, a equipe continuará a se concentrar nas necessidades estratégicas nacionais, aprofundará a pesquisa tecnológica central e a transformação de conquistas e fornecerá suporte técnico sólido para o desenvolvimento de alta-qualidade da tecnologia quântica do meu país e a realização de autossuficiência científica e tecnológica-de alto nível.
