Ny studie: Krympning av precisionslasrar för kvantvetenskap - från laboratorium till chipformat

StockholmForskare vid UC Santa Barbara utvecklar nu mycket mindre laseranordningar för att passa på chip, vilket erbjuder flera fördelar över äldre och större varianter. Lasrar är avgörande inom kvantvetenskap för att möjliggöra exakta mätningar och styrning av atomära system. Tidigare fanns mycket stabila och lågljudda lasrar endast som stora och dyra utrustningar i laboratorier.

Denna nya teknik kan påverka många områden. Dessa små lasrar är billigare och lätta att bära med sig. De kan vara användbara på olika sätt.

• Kvantdatorer med neutrala atomer och instängda joner.
• Bärbara kvantsensorer för fältbruk.
• Rymdbaserade tillämpningar som gravimetrar och atomklockor.

Teamet utvecklar en chipbaserad laser som arbetar vid 780 nm och använder en teknik som kallas självinjektionslåsning. Denna laser låser sig på D2-optisk övergång av rubidiumatomer, vilket bidrar till att den förblir mycket stabil. Genom att använda denna stabila atomövergång förbättras laserens prestanda.

Läs också:

3 februari 2025 · 01:32

Förhistorisk blyförorening avslöjar samhällsförändringar i Antikens Grekland och romersk tid.

Forskarna använde avancerade tekniker för att integrera alla nödvändiga komponenter på ett chip. De nyttjade speciella vågledare och resonatorer av kiselnitrid, vilket gjorde det möjligt att matcha eller till och med överträffa traditionella system när det gäller prestanda. Denna prestation är imponerande eftersom den kraftigt minskar storleken utan att förlora kvalitet, och förbättrar ljud och linjebredd med 10 000 gånger jämfört med nuvarande teknologier.

Denna teknik har användningar bortom de vetenskapliga laboratorierna. Lasrarna är billiga att tillverka och enkla att anpassa, vilket gör dem lämpliga för många olika syften. De kan upptäcka svaga miljösignaler, såsom förändringar i gravitationen, vilket är användbart för rymdutforskning. Med denna teknik kan vi förbättra kartläggningen av Jordens gravitation och därmed övervaka till exempel stigande havsnivåer och förändringar i isutbredning.

Denna framsteg markerar en ny era inom laserteknik, vilket gör dessa verktyg enklare att använda, mer prisvärda och exakta i mindre skala. När dessa enheter blir tillgängliga för fler människor, finns det en enorm potential för nya framsteg inom kvantvetenskap och liknande områden, vilket erbjuder förbättrade möjligheter för många olika tillämpningar.