Recentemente, il team del professor Chen Jingbiao della Scuola di Elettronica dell'Università di Pechino, ha ottenuto innovazioni chiave nella ricerca sulla tecnologia della sorgente laser centrale del ricevitore atomico Rydberg. Il documento di ricerca correlato "External CavityDiode Laser at 509 nm for Cs RydbergAtoms" è stato ufficialmente pubblicato sul Journal of Applied Physics, una rivista di fisica applicata dell'American Institute of Physics (AIP), sottolineando che i risultati della ricerca del team nel campo delle speciali sorgenti di luce laser per misurazioni di precisione quantistica sono stati altamente riconosciuti dalla comunità internazionale di fisica applicata.
Gli atomi assoluti di Rydberg sono il vettore principale in campi quali la misurazione di precisione quantistica, il rilevamento del campo elettrico a microonde e il radar atomico. Il laser da 509 nm è la sorgente luminosa fondamentale per realizzare l'eccitazione a due-fotoni degli atomi Rydberg assoluti. Le tradizionali soluzioni laser a frequenza raddoppiata-presentano svantaggi quali sistemi di grandi dimensioni, costi elevati e stabilità insufficiente. I laser commerciali a cavità esterna nella stessa banda di lunghezza d'onda sono difficili da soddisfare le rigorose specifiche di larghezza di linea stretta, sintonizzazione senza -hop- modalità ampia e alta stabilità allo stesso tempo, il che limita la miniaturizzazione e la realizzazione pratica del sistema radar atomico Rydberg. In risposta ai punti critici del settore menzionati sopra, il team ha sviluppato con successo un laser a semiconduttore a cavità esterna con reticolo da 509 nm ad alte prestazioni basato sulla configurazione Littrow.
Attrezzatura ottica. Attraverso chip laser personalizzati basati su GaN-, progettazione di circuiti a basso-rumore, controllo della temperatura ad-alta precisione-di 2 mK e ottimizzazione della tecnologia di feedback diretto, sono stati raggiunti molteplici progressi nelle prestazioni principali: la larghezza della linea laser raggiunge 30,0±0,4kHz, raggiungendo il livello avanzato internazionale di dispositivi simili con la stessa struttura. ; L'intervallo di sintonizzazione libera-hopping-di modalità è fino a 152pm (176GHz) e la velocità di scansione della frequenza è fino a 57,6GHz/ms, in grado di soddisfare i requisiti di salto di frequenza rapido dei ricevitori radar; la fluttuazione della lunghezza d'onda del funzionamento libero è inferiore alle 13:00 in 2,5 ore e la potenza di uscita è di 5,08 mW.
Il sistema presenta vantaggi eccezionali come struttura compatta, buona stabilità meccanica e costi controllabili.
Dati sulla frequenza di battimento (punti neri) e curva di adattamento di Lorentz (curva rossa) di due laser a semiconduttore a cavità esterna identici da 509 nm. La larghezza di linea della frequenza di battimento è 42kHz e la larghezza di linea di un singolo sistema laser è 30,0±0,4kHz. Questo risultato è altamente adattato ai requisiti tecnici dell'indistruttibile ricevitore atomico Rydberg e fornisce una soluzione di sorgente luminosa centrale ad alte- prestazioni per applicazioni come la misurazione di precisione quantistica, il rilevamento a microonde e l'integrazione del rilevamento delle comunicazioni basato sugli atomi Rydberg e promuove efficacemente la trasformazione dei campi correlati dalla ricerca di laboratorio all'ingegneria e all'industrializzazione.
Il team di Chen Jingbiao è impegnato da tempo nella ricerca sull'elettronica quantistica, sulla tecnologia laser di misurazione di precisione e sui dispositivi centrali di rilevamento quantistico. Questo risultato rappresenta un’altra importante innovazione per il team nel campo dei principali dispositivi di misurazione della precisione quantistica. In futuro, il team continuerà a concentrarsi sulle esigenze strategiche nazionali, ad approfondire la ricerca tecnologica di base e la trasformazione dei risultati, e a fornire un solido supporto tecnico per lo sviluppo di alta-qualità della tecnologia quantistica del mio Paese e la realizzazione di un'autosufficienza scientifica e tecnologica di alto-livello-.
