
降低频率不稳定性,以推动稳定的高分辨率量子技术的发展
来源:EURAMET新闻
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量子技术在许多不同领域对欧洲共同体至关重要,从计算和通信到健康、金融、交通和国家安全。为了在传感、计算和通信中利用量子效应,相干性是最重要的参数,开发更先进的设备和在专业实验室外广泛应用量子传感器都需要高度相干的激光源。

EURAMET欧洲量子技术计量网络(EMN Quantum)为量子钟和原子传感器制定了通用计量策略和路线图。超稳定激光器和低扰动低温系统被确定为必不可少的使能技术,其激光噪声特性被确定为重要的计量验证。它们还被描述为量子传感器在时空参考、大地测量参考、导航、深空跟踪/定位、气候关键变量监测、地球科学、地下资源监测和健康等领域的核心使能技术。
已完成的EMPIR项目下一代超稳定激光器:通过新材料和技术(20FUN08,NEXTLASERS)降低热噪声限制并克服技术限制,为开发频率不稳定性低于1×10-17Hz的量子器件奠定了基础,这是以前没有的。新的方法已被用于优化激光源,以降低热噪声并改善振动隔离。研究了用于实现低温操作的闭式循环冷却,以及用于优化激光波长以提高稳定性的数字信号过程。
项目成果
具体项目产出包括:
项目参与者FEMTO-ST演示了稀释式制冷机中单晶硅腔的冷却。用离腔体最近的传感器测得的最低温度为360 mK。后来,通过在腔体上直接粘贴一个传感器,证实了这一亚开尔文温度,达到了585 mK的最低温度。据该联盟所知,这是操作超稳定光学谐振腔所用的最低温度。
PTB的项目协调员Uwe Sterr说:“项目合作伙伴的共同努力为将激光器的频率噪声降低到新水平的方法提供了重要见解。我们的发现为改进这些光源做出了重要贡献,我们预计基于这些方法的更稳定的激光源很快就会出现,从而有利于量子技术。”
该EMPIR项目由欧盟地平线2020研究和创新计划和EMPIR参与国共同资助。
编译:孙惠颖
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