Nieuwe doorbraak: precisielasers van tafelmodellen naar chips voor kwantumwetenschap ontwikkeld aan UC Santa Barbara

AmsterdamLasers spelen een cruciale rol in de kwantumwetenschap omdat ze nauwkeurige metingen mogelijk maken en atomaire systemen kunnen sturen. Voorheen waren zeer stabiele en ruisarme lasers alleen verkrijgbaar als grote, dure apparaten in laboratoria. Nu proberen onderzoekers aan de UC Santa Barbara deze nauwkeurige lasers veel kleiner te maken, zodat ze in chipformaat-apparaten passen. Deze nieuwe benadering biedt verschillende voordelen ten opzichte van de oudere, grotere lasers.

Nieuwe technologie kan veel gebieden beïnvloeden. Deze kleine lasers zijn goedkoper en gemakkelijk mee te nemen. Ze kunnen op verschillende manieren nuttig zijn.

Quantumcomputing met behulp van neutrale atomen en gevangen ionen; draagbare en in het veld inzetbare kwantumsensoren; ruimtegebaseerde toepassingen zoals gravimeters en atoomklokken.

De ontwikkelaars werken aan een chipgebaseerde laser die functioneert op 780 nm en gebruikmaakt van een techniek genaamd zelfinjectievergrendeling. Deze laser vergrendelt zich op de D2-optische overgang van rubidiumatomen, wat zorgt voor extra stabiliteit. Door deze stabiele atomaire overgang te benutten, wordt de prestatie van de laser geoptimaliseerd.

Lees ook:

3 februari 2025 · 01:32

Vroegtijdige Griekse loodvervuiling onthult maatschappelijke veranderingen en economische transities in oude beschavingen

Onderzoekers hebben geavanceerde technieken toegepast om alle benodigde onderdelen op een chip te plaatsen. Ze maakten gebruik van speciale golfgeleiders en resonatoren van siliciumcarbide, wat hen hielp om de prestaties van traditionele systemen te evenaren of zelfs te overtreffen. Deze prestatie is indrukwekkend omdat het de grootte aanzienlijk vermindert zonder aan kwaliteit in te boeten, met een verbetering van ruis en lijnbreedte met een factor 10.000 ten opzichte van huidige technologieën.

Deze technologie heeft toepassingen die verder reiken dan alleen wetenschappelijke laboratoria. De lasers zijn goedkoop te produceren en eenvoudig op te schalen, waardoor ze geschikt zijn voor diverse doeleinden. Ze kunnen zwakke omgevingssignalen detecteren, zoals veranderingen in zwaartekracht, wat nuttig is voor ruimteverkenning. Deze technologie kan onze methoden om de zwaartekracht van de aarde in kaart te brengen verbeteren, wat helpt bij het volgen van zaken zoals stijgende zeespiegels en veranderingen in ijsbedekking.

Deze vooruitgang luidt een nieuw tijdperk in voor lasertechnologie, doordat deze apparaten gebruiksvriendelijker, betaalbaarder en nauwkeuriger worden op kleinere schaal. Naarmate deze technologie voor meer mensen toegankelijk wordt, bestaat er enorm potentieel voor nieuwe ontwikkelingen in de kwantumwetenschap en vergelijkbare gebieden, wat verbeterde mogelijkheden biedt voor diverse toepassingen.