长春光机所：个碱金属原子传感器专用VCSEL器件诞生
发布日期：2014-06-16 浏览次数 ：4260
原子光学技术的进步使得原子光学仪器在诸多测量领域确立了测量手段的地位,如原子频标、原子磁强计和原子惯性系统。近年来,研究人员将碱金属原子特性与MEMS工艺结合起来发展了芯片级原子频标与原子磁强计,将原子光学器件进一步向低功耗和微型化的方向发展,从而大大扩展了原子光学器件的应用。
近日，中科院长春光机所在次研制出碱金属原子光学传感技术专用的795nm和894nm垂直腔面发射激光器。
该器件采用完全的结构设计、材料生长和芯片工艺研制而成，芯片体积仅为0.05立方毫米。器件高稳定单模态激光输出高于0.2毫瓦，工作电流低于1.5毫安，功耗低于3毫瓦，工作温度超过100℃。
据了解，目前，国外只有个别实验室和公司具有制作该类原子光学传感器专用VCSEL的能力。中科院长春光机所大功率半导体激光组在十余年研究基础上成功制备出性能符合要求的VCSEL器件，为原子传感器的研制提供了必需的核心元器件并掌握了知识产权，目前正在与相关单位开展合作研究，促进芯片级原子传感器的产品开发。
基于原子光学技术的传感需要一些特定的波长，并且满足窄线宽、低功耗、可直接调制、单模和稳定偏振态的光源来激发碱金属原子。传统灯泵浦光源方案的传感器存在的体积大、功耗高、稳定性差等问题，一直是困扰原子光学传感器小型化的主要难题。垂直腔面发射激光器作为一种的半导体激光器，具有窄线宽、低功耗、高调制频率、小体积和容易集成等特征，使得原子光学器件的微型化和低功耗应用成为可能。
这些产品将应用于航天、国防以及民用领域，可作为核心光源用于芯片级原子钟、原子磁力计、原子陀螺仪等碱金属原子传感器。
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