論文の概要: A 75-mL intrinsically stable atom-filtered laser enabling deployable quantum devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.27447v1
- Date: Wed, 23 Sep 2026 07:11:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-25 00:05:17.927105
- Title: A 75-mL intrinsically stable atom-filtered laser enabling deployable quantum devices
- Title（参考訳）: 展開可能な量子デバイスを実現する75mL内在安定原子フィルタレーザー
- Abstract要約: 原子フィルタレーザー(AFL)は、量子デバイスレーザー源の主要な候補と考えられている。
極超微細パスチェンバック方式内で動作するマイクロファラデー異常分散光フィルタ(FADOF)は7.5GHzのフラットトップ伝送窓を生成する。
原子フィルタの光学的自己フィードバックは安定化機構として機能し、レーザーは1sで9 x 10-6、8400sで3.2 x 10-5の電力不安定を達成できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.535869157811405
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Numerous quantum devices require lasers strictly locked to atomic transitions. Atom-filtered lasers (AFLs) are considered a leading candidate for quantum device laser sources due to their ability to self-align to atomic transitions. However, the sub-GHz sharp transmission spectra of conventional atomic filters impose constraints on both laser miniaturization and output stability. Herein, we demonstrate a micro Faraday anomalous dispersion optical filter (μFADOF) operating within the extreme hyperfine Paschen-Back regime, generating a 7.5 GHz flat-top transmission window. By integrating this filter, the miniaturization bottleneck of the AFLs is overcome, achieving a 30-fold volume reduction to a compact package volume of 75 mL. Simultaneously, investigations into the optical self-feedback characteristics of the μFADOF reveal a stable operating regime, where the optical self-feedback of the atomic filter acts as a stabilizing mechanism, enabling the laser to achieve a power instability of 9 x 10^-6 at 1 s and 3.2 x 10^-5 at 8400 s. The optical frequency standard based on this 75-mL AFL achieves a further improvement in long-term frequency stability to 3 x 10^-13 at 10000 s and maintains turn-key operation under environmental shocks, highlighting the critical role of this laser in the development of deployable quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子デバイスは、原子遷移に厳密に閉じ込められたレーザーを必要とする。
原子フィルタレーザー(AFL)は、原子遷移に自己整合性があるため、量子デバイスレーザー源の主要な候補と考えられている。
しかし、従来の原子フィルタのサブGHzシャープ伝送スペクトルは、レーザーの小型化と出力安定性の両方に制約を課している。
本稿では,極超微細パスチェンバック方式のマイクロファラデー異常分散光フィルタ(μFADOF)を実演し,7.5GHzのフラットトップ伝送窓を生成する。
このフィルタを統合することにより、AFLの小型化ボトルネックを克服し、30倍の容積を75mLのコンパクトパッケージボリュームに削減する。
同時に、μFADOFの光学的自己フィードバック特性の研究により、原子フィルターの光学的自己フィードバックが安定化機構として機能し、レーザーが1sで9 x 10^-6、8400sで3.2 x 10^-5の電力不安定性を達成できる安定した動作状態が明らかになった。
この75mL AFLに基づく光周波数標準は10000sで3×10^-13の長期周波数安定性をさらに向上させ、環境衝撃下でのターンキー動作を維持し、このレーザーが展開可能な量子デバイスの開発において重要な役割を担っていることを強調している。
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