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长春光机所等在量子陀螺专用垂直腔面发射激光器研制和应用方面取得进展

2022-03-15 长春光学精密机械与物理研究所
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  量子陀螺是一种应用前景广阔的新型量子传感器,能够大幅度提高多种载体的导航精度。作为量子陀螺的理想光源,垂直腔面发射激光器(Vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)具有体积极小、工作电流低、可非致冷工作、激光光斑与原子系统可直接耦合等优势。

  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所大功率半导体激光器研究团队近年来一直深耕量子传感专用VCSEL芯片研发,于2014年研制出原子钟专用高温VCSEL芯片。近日,该团队等研究人员在量子陀螺专用VCSEL芯片研发方面获进展,通过解决VCSEL的模式稳定性和输出功率相互制约的关键问题,实现大氧化孔径下VCSEL的单模工作。研制出的器件在80℃下输出功率达到4.1 mW,边模抑制比41.68dB,正交偏振抑制比27. 6dB,该芯片作为量子陀螺的光源,测试效果良好,说明其具有较好的实际应用价值。相关成果以 Large-aperture single-mode 795 nm VCSEL for chip-scale nuclear magnetic resonance gyroscope with an output power of 4.1 mW at 80℃为题发表在Optics Express上。

  相关工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

  论文链接 

  图(a)VCSEL在不同温度下的P-I-V特性曲线,内插图为芯片实物图;(b)80℃不同电流下VCSEL的近场光斑;(c)VCSEL的光谱特性;(d)VCSEL的偏振特性;(e)采用VCSEL作为泵源的量子陀螺仪信噪比测试结果

打印 责任编辑:江澄

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