論文の概要: Switching, Amplifying, and Chirping Diode Lasers with Current Pulses for High Bandwidth Quantum Technologies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18788v1
- Date: Fri, 26 Jul 2024 14:50:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 13:09:10.249842
- Title: Switching, Amplifying, and Chirping Diode Lasers with Current Pulses for High Bandwidth Quantum Technologies
- Title（参考訳）: 高帯域量子技術のための電流パルスを用いたスイッチング・増幅・チャープダイオードレーザー
- Authors: Gianni Buser,
- Abstract要約: 電流変調に基づくスイッチング、増幅、チャープ用ダイオードレーザを提供する。
システムは、任意の周波数チャープを持つワットレベルの光パルスを所定の範囲で生成し、残留強度は2%である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A series of simple and low-cost devices for switching, amplifying, and chirping diode lasers based on current modulation are presented. Direct modulation of diode laser currents is rarely sufficient to establish precise amplitude and phase control over light, as its effects on these parameters are not independent. These devices overcome this limitation by exploiting amplifier saturation and dramatically outperform commonly used external modulators in key figures of merit for quantum technological applications. Semiconductor optical amplifiers operated on either rubidium D line are recast as intensity switches and shown to achieve ON:OFF ratios $>10^6$ in as little as 50 ns. Current is switched to a 795 nm wavelength (Rb D1) tapered amplifier to produce optical pulses of few nanosecond duration and peak powers of 3 W at a similar extinction ratio. Fast rf pulses are applied directly to a laser diode to shift its emission frequency by up to 300 MHz in either direction and at a maximum chirp rate of 150 MHz/ns. Finally, the latter components are combined, yielding a system that produces watt-level optical pulses with arbitrary frequency chirps in the given range and <2% residual intensity variation, all within 65 ns upon asynchronous demand. Such systems have broad application in atomic, molecular, and optical physics, and are of particular interest to fast experiments simultaneously requiring high power and low noise, for example quantum memory experiments with atomic vapors.
- Abstract（参考訳）: 電流変調に基づくスイッチング、増幅、チャーピングダイオードレーザの一連の簡易で低コストな装置を提示する。
ダイオードレーザー電流の直接変調は、これらのパラメータに対する効果が独立ではないため、光に対する正確な振幅と位相制御を確立するのに十分ではない。
これらのデバイスは増幅器の飽和を利用してこの制限を克服し、量子技術応用の重要要素として一般的に使用される外部変調器を劇的に上回っている。
ルビジウムD線で動作している半導体光増幅器は、強度スイッチとして再キャストされ、オン:OFF比$>10^6$を50nsで達成する。
電流は795nm波長 (Rb D1) のテーパ増幅器に切り替えられ、光パルスはナノ秒時間が少なく、ピークパワーは3Wとほぼ同じである。
高速rfパルスはレーザーダイオードに直接印加され、出力周波数を最大300MHz、最大チャープ速度は150MHz/nsにシフトする。
最後に、後者の成分を結合し、任意の周波数チャープを持つワットレベルの光パルスを所定の範囲で生成するシステムと、同期要求に応じて65 ns以内の残留強度変動を生じる。
このような系は原子、分子、光学物理学に広く応用されており、特に原子蒸気を用いた量子メモリ実験のように、高出力と低ノイズを同時に必要とする高速実験に関心がある。
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