TopGaN打造出461nm波长蓝色激光二极管，实现量子传感性能新突破

2021-09-14 16:01

TopGaN是一家总部位于波兰的专门生产氮化镓(GaN)激光二极管的公司，该公司正在开发可用于许多新兴量子技术应用的新型光源。

该公司的Stephen Najda在SPIE的欧洲安全+国防数字论坛上介绍了最新进展的结果，并称其最新设备是冷原子传感器的“关键驱动器”（key enablers）。

这是因为蓝色和近紫外光谱中特定波长的光子，与一些适合于冷原子设备的化学元素的电子跃迁相匹配——特别是锶、镱、铷和镁。

这意味着线宽（linewidths）足够窄的光源，可以用来冷却这些原子和离子，达到量子传感所需的超低温温度。

Najda表示，TopGaN已经开发出基于GaN合金的脊波导激光二极管，可以封装成紧凑、可靠的源，可以大规模生产，因此成本较低。

Najda与英国的合作者，包括先进的半导体晶圆代工Sivers Photonics、格拉斯哥大学和国家物理实验室(NPL)，正在研究两种方式来提供所需的窄线宽：一种是使用扩展腔设计，而第二种方法是基于分布式反馈(DFB)配置。

该团队已经制造出了461nm波长的源，这种波长适合于冷却锶原子。Najda表示，这些设备对于量子重力传感器未来投入商业化运行将非常助益的，量子重力传感器在石油、天然气和矿产勘探方面有潜在的应用，以及量子重力传感器的地下成像。

国家物理实验室（NPL）是英国国家量子技术计划的主要合作伙伴，在光学时钟方面拥有世界领先的专业知识。该实验室正在开发最先进的计时器，基于单个捕获的锶和镱离子，以及在光学晶格中的锶原子。这种计时器的设计，提供了非常好的信噪比和低不稳定性，并实现前所未有的精度。

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