Вышедшие номера
Home » Письма в журнал технической физики » Год 2021, выпуск 24 » Статья стр. 3
>>>
Исследование шумовых характеристик вертикально-излучающих лазеров с ромбовидной токовой апертурой для применения в компактном квантовом цезиевом магнитометре
DOI: 10.21883/PJTF.2021.24.51789.18940
Переводная версия: 10.21883/TPL.2022.15.54264.18940
Бобров М.А. 1, Блохин С.А. 1, Малеев Н.А. 1, Кузьменков А.Г. 2, Блохин А.А. 1, Васильев А.П. 2, Кулагина М.М. 1, Пазгалев А.С. 1, Новиков И.И. 3, Карачинский Л.Я. 4, Устинов В.М. 2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
3Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
4ООО "Коннектор Оптикс", Санкт-Петербург, Россия
Email: bobrov.mikh@gmail.com, blokh@mail.iioffe.ru, Maleev@beam.ioffe.ru, kuzmenkov@mail.ioffe.ru, bloalex91@yandex.ru, vasiljev@mail.ioffe.ru, Marina.Kulagina@mail.ioffe.ru, Anatoly.Pazgalev@mail.ioffe.ru, Novikov@connector-optics.com, leonid.karachinsky@connector-optics.com, vmust@beam.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 30 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 5 августа 2021 г.
Принята к печати: 25 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 18 октября 2021 г.
PDF версия
Исследована возможность использования вертикально-излучающих лазеров диапазона 895 nm с внутрирезонаторными контактами (ВК-ВИЛ) и ромбовидной оксидной токовой апертурой для создания компактного квантового магнитометра с оптической накачкой газовой ячейки с атомами 133Cs, работающего в ненулевых магнитных полях, для применения в магнитоэнцефалографических системах. Проведен анализ амплитудных и поляризационных шумов ВК-ВИЛ с различными потерями на вывод излучения и различной шириной спектральной линии в частотном диапазоне от 1 Hz до 100 kHz. Показано, что ВК-ВИЛ с низкими потерями на вывод излучения (малой шириной спектральной линии) обладают поляризационными шумами, сравнимыми с амплитудными шумами. При выходной оптической мощности 0.8 mW и ширине спектральной линии 55 MHz уровень шумов, измеренный в полосе 1 Hz, составляет 148 dB/Hz при частоте 40 kHz. Предельная вариационная чувствительность квантового магнитометра с оптической накачкой с рабочей частотой 40 kHz для исследованных ВК-ВИЛ оценена на уровне 16 fT/sqrt(Hz)sqrt для однолучевой MZ-схемы и порядка ~ 11 fT/sqrt(Hz)sqrt для двулучевой MX-схемы. Ключевые слова: вертикально-излучающий лазер, квантовый магнитометр с оптической накачкой, амплитудные шумы, поляризационные шумы.
  1. M. Hamalainen, R. Hari, R.J. Ilmoniemi, J. Knuutila, O.V. Lounasmaa, Rev. Mod. Phys., 65 (2), 413 (1993). DOI: 10.1103/RevModPhys.65.413
  2. Magnetoencephalography, ed. by S. Supek, C. Aine (Springer, Cham, 2019). DOI: 10.1007/978-3-030-00087-5\_1
  3. I.M. Savukov, M.V. Romalis, Phys. Rev. Lett., 94 (12), 123001 (2005). DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.123001
  4. E. Boto, N. Holmes, J. Leggett, G. Roberts, V. Shah, S.S. Meyer, L.D. Munoz, K.J. Mullinger, T.M. Tierney, S. Bestmann, G.R. Barnes, R. Bowtell, M.J. Brookes, Nature, 555 (7698), 657 (2018). DOI: 10.1038/nature26147
  5. A. Ossadtchi, N. Kulachenkov, D. Chuchelov, A. Pazgalev, M. Petrenko, A. Vershovskii, in Proc. of Int. Conf. Laser Optics (IEEE, N.Y., 2018), p. 543. DOI: 10.1109/LO.2018.8435740
  6. W.E. Bell, A.L. Bloom, Phys. Rev., 107 (6), 1559 (1957). DOI: 10.1103/PhysRev.107.1559
  7. N.D. Bhaskar, J. Camparo, W. Happer, A. Sharma, Phys. Rev. A, 23 (6), 3048 (1981). DOI: 10.1103/PhysRevA.23.3048
  8. J. Kitching, Appl. Phys. Rev., 5 (3), 031302 (2018). DOI: 10.1063/1.5026238
  9. F. Gruet, A. Al-Samaneh, E. Kroemer, L. Bimboes, D. Miletic, C. Affolderbach, D. Wahl, R. Boudot, G. Mileti, R. Michalzik, Opt. Express, 21 (5), 5781 (2013). DOI: 10.1364/OE.21.005781
  10. VCSELs for cesium-based miniaturized atomic clocks, ed. by A. Al-Samaneh (Books on Demand, 2015). DOI: 10.18725/OPARU-3205
  11. С.А. Блохин, Н.А. Малеев, М.А. Бобров, А.Г. Кузьменков, А.П. Васильев, Ю.М. Задиранов, М.М. Кулагина, А.А. Блохин, Ю.А. Гусева, А.М. Оспенников, М.В. Петренко, А.Г. Гладышев, А.Ю. Егоров, И.И. Новиков, Л.Я. Карачинский, Д.В. Денисов, В.М. Устинов, Квантовая электроника, 49 (2), 187 (2019). [S.A. Blokhin, N.A. Maleev, M.A. Bobrov, A.G. Kuz'menkov, A.P. Vasil'ev, Yu.M. Zadiranov, M.M. Kulagina, A.A. Blokhin, Yu.A. Guseva, A.M. Ospennikov, M.V. Petrenko, A.G. Gladyshev, A.Yu. Egorov, I.I. Novikov, L.Ya. Karachinsky, D.V. Denisov, V.M. Ustinov, Quantum Electron., 49 (2), 187 (2019). DOI: 10.1070/QEL16871]
  12. M.A. Bobrov, N.A. Maleev, S.A. Blokhin, A.G. Kuzmenkov, A.P. Vasil'ev, A.A. Blokhin, M.M. Kulagina, Yu.A. Guseva, S.I. Troshkov, V.M. Ustinov, J. Phys.: Conf. Ser., 741, 012078 (2016). DOI: 10.1088/1742-6596/741/1/012078
  13. С.А. Блохин, М.А. Бобров, А.Г. Кузьменков, А.А. Блохин, А.П. Васильев, Ю.А. Гусева, М.М. Кулагина, Ю.М. Задиранов, Н.А. Малеев, И.И. Новиков, Л.Я. Карачинский, Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, Письма в ЖТФ, 44 (1), 67 (2018). DOI: 10.21883/PJTF.2018.01.45432.17029 [S.A. Blokhin, M.A. Bobrov, A.G. Kuz'menkov, A.A. Blokhin, A.P. Vasil'ev, Yu.A. Guseva, M.M. Kulagina, Yu.M. Zadiranov, N.A. Maleev, I.I. Novikov, L.Ya. Karachinsky, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, Tech. Phys. Lett., 44 (1), 28 (2018). DOI: 10.1134/S1063785018010042]
  14. E. Kroemer, J. Rutkowski, V. Maurice, R. Vicarini, M.A. Hafiz, C. Gorecki, R. Boudot, Appl. Opt., 55 (31), 8839 (2016). DOI: 10.1364/AO.55.008839
  15. D. Budker, M. Romalis, Nature Phys., 3 (4), 227 (2007). DOI: 10.1038/nphys566
  16. M.A. Bobrov, S.A. Blokhin, N.A. Maleev, A.A. Blokhin, A.P. Vasil'ev, A.G. Kuzmenkov, A.S. Pazgalev, M.V. Petrenko, S.P. Dmitriev, A.K. Vershovskii, V.M. Ustinov, I.I. Novikov, L.Ya. Karachinskii, J. Phys.: Conf. Ser., 1697, 012175 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1697/1/012175
  17. R. Zhang, R. Mhaskar, K. Smith, M. Prouty, Appl. Phys. Lett., 116 (14), 143501 (2020). DOI: 10.1063/5.0004746

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme