近日，中科院長春光機所在量子陀螺專用芯片研發(fā)上取得進展，研制出795納米的垂直腔面發(fā)射激光器芯片，具有實際應(yīng)用價值。相關(guān)成果發(fā)表在《Optics Express》期刊。

圖片來自《Optics Express》期刊

量子陀螺是一種應(yīng)用前景廣闊的新型量子傳感器，能夠大幅度提高多種載體的導(dǎo)航精度。作為量子陀螺的理想光源，垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)具有體積極小、工作電流低、可非制冷工作、激光光斑與原子系統(tǒng)可直接耦合等優(yōu)勢。

近年來，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所大功率半導(dǎo)體激光器研究團隊一直深耕量子傳感專用VCSEL芯片研發(fā)，并于2014年研制出原子鐘專用高溫VCSEL芯片。

近日，該團隊等研究人員在量子陀螺專用VCSEL芯片研發(fā)方面再獲進展。團隊通過解決VCSEL的模式穩(wěn)定性，以及輸出功率相互制約的關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了大氧化孔徑下VCSEL的單模工作。團隊研制出的新器件在80℃的溫度下，輸出功率達到4.1mW（毫瓦），邊模抑制比41.68dB（分貝），正交偏振抑制比27.6dB。該芯片作為量子陀螺的光源，實驗測試效果良好，說明其具有較好的實際應(yīng)用價值。該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的資助。

（a）VCSEL在不同溫度下的P-I-V特性曲線，內(nèi)插圖為芯片實物圖，（b）80℃不同電流下VCSEL的近場光斑，（c）VCSEL的光譜特性，（d）VCSEL的偏振特性，（e）采用VCSEL作為泵源的量子陀螺儀信噪比測試結(jié)果，圖片來自中科院長春光機所

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