我國科學家在量子傳感領域獲進展：研發量子陀螺專用芯片

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

圖片來自《Optics Express》期刊

量子陀螺是一種應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航精度。作為量子陀螺的理想光源，垂直腔面發射激光器(VCSEL)具有體積極小、工作電流低、可非致冷工作、激光光斑與原子系統可直接耦合等優勢。

近年來，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所大功率半導體激光器研究團隊一直深耕量子傳感專用VCSEL芯片研發，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芯片研發方面再獲進展。團隊通過解決VCSEL的模式穩定性，以及輸出功率相互制約的關鍵問題，實現了大氧化孔徑下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用價值。該研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的資助。

（a）VCSEL在不同溫度下的P-I-V特性曲線，內插圖為芯片實物圖，（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果，圖片來自中科院長春光機所