論文の概要: Titanium:Sapphire-on-insulator for broadband tunable lasers and
high-power amplifiers on chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00256v1
- Date: Fri, 1 Dec 2023 00:07:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-04 16:01:00.412325
- Title: Titanium:Sapphire-on-insulator for broadband tunable lasers and
high-power amplifiers on chip
- Title（参考訳）: 広帯域波長可変レーザおよびチップ上高出力増幅器用チタン:サファイアオン絶縁体
- Authors: Joshua Yang, Kasper Van Gasse, Daniil M. Lukin, Melissa A. Guidry,
Geun Ho Ahn, Alexander D. White, Jelena Vu\v{c}kovi\'c
- Abstract要約: Ti:Saレーザーは帯域幅とチューニング範囲は未整合ですが、大きなサイズ、コスト、高い光ポンプパワーを必要とするため、使用は厳しく制限されています。
ここでは,Ti:Sa-on-insulator(Ti:SaOI)フォトニクスプラットフォームを実証し,Ti:Sa技術の劇的な小型化,コスト削減,スケーラビリティを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Titanium:Sapphire (Ti:Sa) lasers have been essential for advancing
fundamental research and technological applications. Ti:Sa lasers are unmatched
in bandwidth and tuning range, yet their use is severely restricted due to
their large size, cost, and need for high optical pump powers. Here, we
demonstrate a monocrystalline Ti:Sa-on-insulator (Ti:SaOI) photonics platform
which enables dramatic miniaturization, cost-reduction, and scalability of
Ti:Sa technology. First, through fabrication of low-loss whispering gallery
mode resonators, we realize a Ti:Sa laser operating with an ultra-low lasing
threshold of 290 $\mu$W. Then, through orders-of-magnitude improvement in mode
confinement in Ti:SaOI waveguides, we realize the first integrated solid-state
(i.e., non-semiconductor) optical amplifier operating below 1 $\mu$m, with an
ultra-wide bandwidth of 700 - 950 nm and peak gain of 64 dB/cm. We demonstrate
unprecedented 17 dB distortion-free amplification of picosecond pulses to up to
2.3 nJ pulse energy, corresponding to a peak power of 1.0 kW. Finally, we
demonstrate the first tunable integrated Ti:Sa laser, featuring narrow
linewidths and a 24.7 THz tuning range, which, for the first time, can be
pumped with low-cost, miniature, off-the-shelf green laser diodes. This opens
doors to new modalities of Ti:Sa lasers (now occupying a footprint less than
0.15 mm$^2$), such as massively-scalable Ti:Sa laser array systems for a
variety of applications. As a proof-of-concept demonstration, we employ a
Ti:SaOI laser array as the sole optical control for a cavity quantum
electrodynamics experiment with artificial atoms in silicon carbide. This work
is a key step towards the democratization of Ti:Sa technology through a three
orders-of-magnitude reduction in cost and footprint, as well as the
introduction of solid-state broadband amplification of sub-micron wavelength
light.
- Abstract（参考訳）: チタン:サファイア(Ti:Sa)レーザーは基礎研究と技術応用の推進に不可欠である。
Ti:Saレーザーは帯域幅とチューニング範囲は未整合ですが、大きなサイズ、コスト、高い光ポンプパワーを必要とするため、使用は厳しく制限されています。
ここでは,Ti:Sa-on-insulator(Ti:SaOI)フォトニクスプラットフォームを実証し,Ti:Sa技術の劇的な小型化,コスト削減,スケーラビリティを実現する。
まず,低損失なギャラリーモード共振器の製作により,超低遅延閾値290$\mu$WのTi:Saレーザーを実現する。
そして,Ti:SaOI導波路におけるモード閉じ込めのオーダー・オブ・マグニチュードの改善により,超広帯域700〜950nm,ピークゲイン64dB/cmの1ドル以下で動作する最初の固体(非半導体)光増幅器を実現する。
ピーク電力1.0kWのピコ秒パルスの17dB歪みのない増幅を最大2.3nJのパルスエネルギーで実証した。
最後に、細いライン幅と24.7 THzのチューニングレンジを備えた最初の可変集積型Ti:Saレーザーを、低コストで小型で市販のグリーンレーザーダイオードで初めて励起できることを示した。
これにより、Ti:Saレーザー(現在はフットプリントが 0.15 mm$^2$未満である)の新たなモダリティへの扉が開けられる。
概念実証として,炭化ケイ素中の人工原子を用いた空洞量子電磁力学実験のための光制御として,Ti:SaOIレーザーアレイを用いる。
この研究は、ti:sa技術の民主化に向けた重要な一歩であり、コストとフットプリントの3桁の削減と、サブミクロン波長光の固体ブロードバンド増幅の導入である。
関連論文リスト
- Measurement and feed-forward correction of the fast phase noise of lasers [0.0]
レーザの高速, サブミクロ秒, 位相変動を検出し, 補正する完全繊維化装置を提案する。
これらの測定と補正技術は、原子や分子の励起電子状態の高忠実度操作のための重要なツールである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-15T07:57:13Z) - Bandwidth-tunable Telecom Single Photons Enabled by Low-noise Optomechanical Transduction [45.37752717923078]
単一光子源は創発的量子技術にとって基本的な重要性である。
ナノ構造を持つ光学結晶は、単一光子生成のための魅力的なプラットフォームを提供する。
これまでのところ、光吸収加熱はこれらのシステムが実用用途で広く使われるのを妨げてきた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-14T18:00:00Z) - All-fiber, near-infrared, laser system at 780nm for atom cooling [0.08796261172196743]
780nmの単純でコンパクトで経済的なレーザーシステムの設計,実装,特性について述べる。
1560nmの2つの半導体レーザーは、1つのエルビウムドープファイバ増幅器で増幅され、周期的に置換されたニオブ酸リチウム結晶で周波数が倍になる。
レーザの振幅雑音と直線幅とSHG効率を特徴付ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-21T13:23:11Z) - Trapped ion qubit and clock operations with a visible wavelength
photonic coil resonator stabilized integrated Brillouin laser [3.289357998681707]
トラップイオンは、高忠実な量子コンピューティング、高精度な光時計、高精度な量子センサのための主要なアプローチである。
現在のイオン系システムは、光時計や量子ビット操作のために、バルク状でラボスケールの精度のレーザーと光学安定化キャビティに依存している。
超低雑音レーザーのチップスケール統合と、光クロック遷移時に直接動作する参照キャビティを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-26T17:05:19Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Picosecond Pulsed Squeezing in Thin-Film Lithium Niobate Strip-Loaded
Waveguides at Telecommunication Wavelengths [52.77024349608834]
薄膜ニオブ酸リチウム帯電導波路におけるピコ秒パルスの4次スケズ化を示す。
この研究は、ブロードバンドシーズアプリケーションのためのストリップロードブロードバンド導波路プラットフォームの可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-12T10:42:19Z) - Dual-laser self-injection locking to an integrated microresonator [93.17495788476688]
集積化Si$_3$N$_4$マイクロ共振器の異なるモードに対して、2つの多周波レーザーダイオードのデュアルレーザーSILを実験的に実証した。
両方のレーザーを同じモードにロックすると、同時に周波数と位相が安定化し、出力がコヒーレントに加算される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-06T16:25:15Z) - Multi-frequency telecom fibered laser system for potassium laser cooling [0.0]
光ファイバテレコムビームを2倍にすることで、レーザー冷却カリウム原子のための小型で汎用な多周波レーザーシステムについて述べる。
最終的な自由空間SHGステージは、準共鳴周波数で2.5Wの単一のビームを生成する。
これにより、サブドップラー温度16$mu$Kで高速なロード時間(2.5s)で4時間109$41$Kの原子をトラップすることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-08T18:23:53Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。