1Hertz集積線幅を持つチップベースレーザ【JST・京大機械翻訳】

Guo Joel; McLemore Charles A.; Xiang Chao; Lee Dahyeon; Wu Lue; Jin Warren; Kelleher Megan; Jin Naijun; Mason David; Chang Lin; Feshali Avi; Paniccia Mario; Rakich Peter T.; Vahala Kerry J.; Diddams Scott A.; Quinlan Franklyn; Bowers John E.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202207517960096 整理番号：22P0322960

1Hertz集積線幅を持つチップベースレーザ【JST・京大機械翻訳】

Chip-Based Laser with 1 Hertz Integrated Linewidth

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資料名：
発行年： 2022年03月30日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月30日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

数秒までのタイムスケールでのヘルツレベル線幅を有するレーザは,量子システムの精密計測,時間保持,および操作にとって重要である。このような周波数安定性は,典型的には,バルク光学レーザと参照キャビティに依存し,そこでは,サイズの増大が,雑音性能の改善に活用されるが,コスト,手の組立,および限られた応用環境をトレードオフする。他方,平面導波路レーザと空洞はCMOSスケーラビリティの利点を利用するが,導波路媒質に固有の確率雑音と熱感度により,より長い時間でヘルツレベル線幅の達成から基本的に制限される。これらの物理的限界は,従来のマイクロ波対応物を超える性能を有する携帯用光クロックに必要な周波数雑音を有するコンパクトなレーザシステムの開発を抑制した。本研究では,1.1Hzの1sの積分線幅と1msから1sの分数周波数不安定性を有する1548nmのコンパクトで高コヒーレンスのレーザシステムを実証するために,このパラダイムを破る。1Hzオフセットでの周波数雑音は,1Hz ̄2/Hz近くの空洞熱雑音限界まで,自由回転ダイオードレーザから11桁抑制され,4kHzオフセットで10 ̄-3Hz ̄2/Hzに減少した。この低雑音性能は,11.8億の光学的Qを得るために,サブオングストローム粗さを有する微細加工鏡を使用する8mLの真空ギャップ共振器と共にウエハスケールの集積回路を活用する。重要なことに,全ての臨界成分を平面基板上でリソグラフィー的に定義し,平行高体積製造の可能性を保持した。従って,本研究は,携帯用光クロック,低雑音RFフォトニック発振器,および関連する通信とナビゲーションシステムのような応用のためのヘルツレベル線幅を有するコンパクトなレーザに向けた重要な進歩を提供する。【JST・京大機械翻訳】

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半導体レーザ , 光導波路,光ファイバ,繊維光学

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