長春光機所：個堿金屬原子傳感器專用VCSEL器件誕生
發(fā)布日期：2014-06-16 瀏覽次數 ：5005
原子光學技術的進步使得原子光學儀器在諸多測量領域確立了測量手段的地位,如原子頻標、原子磁強計和原子慣性系統。近年來,研究人員將堿金屬原子特性與MEMS工藝結合起來發(fā)展了芯片級原子頻標與原子磁強計,將原子光學器件進一步向低功耗和微型化的方向發(fā)展,從而大大擴展了原子光學器件的應用。
近日，中科院長春光機所在次研制出堿金屬原子光學傳感技術專用的795nm和894nm垂直腔面發(fā)射激光器。
該器件采用完全的結構設計、材料生長和芯片工藝研制而成，芯片體積僅為0.05立方毫米。器件高穩(wěn)定單模態(tài)激光輸出高于0.2毫瓦，工作電流低于1.5毫安，功耗低于3毫瓦，工作溫度超過100℃。
據了解，目前，國外只有個別實驗室和公司具有制作該類原子光學傳感器專用VCSEL的能力。中科院長春光機所大功率半導體激光組在十余年研究基礎上成功制備出性能符合要求的VCSEL器件，為原子傳感器的研制提供了必需的核心元器件并掌握了知識產權，目前正在與相關單位開展合作研究，促進芯片級原子傳感器的產品開發(fā)。
基于原子光學技術的傳感需要一些特定的波長，并且滿足窄線寬、低功耗、可直接調制、單模和穩(wěn)定偏振態(tài)的光源來激發(fā)堿金屬原子。傳統燈泵浦光源方案的傳感器存在的體積大、功耗高、穩(wěn)定性差等問題，一直是困擾原子光學傳感器小型化的主要難題。垂直腔面發(fā)射激光器作為一種的半導體激光器，具有窄線寬、低功耗、高調制頻率、小體積和容易集成等特征，使得原子光學器件的微型化和低功耗應用成為可能。
這些產品將應用于航天、國防以及民用領域，可作為核心光源用于芯片級原子鐘、原子磁力計、原子陀螺儀等堿金屬原子傳感器。
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