Источник лазерного излучения для компактного гироскопа на эффекте ядерного магнитного резонанса
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.1.081-092
Аннотация
Разработаны вертикально-излучающие лазеры спектрального диапазона 895 нм с фиксированным направлением поляризации выходного излучения, обеспечивающие при рабочей температуре 60 °С выходную мощность более 1 мВт в одномодовом режиме с фактором подавления ортогональной поляризации около 20 дБ. На их основе разработан источник лазерного излучения для перспективного компактного гироскопа на эффекте ядерного магнитного резонанса, обеспечивающий точную подстройку длины волны на спектральную линию D1 изотопа Cs133 и формирование коллимированного выходного пучка.
Об авторах
Н. А. Малеев
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН (С.-Петербург)
Россия
Россия
Малеев Николай Анатольевич. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник
С. А. Блохин
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН (С.-Петербург)
Россия
Россия
Блохин Сергей Анатольевич. Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
М. В. Бобров
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН (С.-Петербург).
Россия
Россия
Бобров Михаил Александрович. Младший научный сотрудник
А. Г. Кузьменков
Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур РАН (С.-Петербург)
Россия
Россия
Кузьменков Александр Георгиевич. Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник
М. М. Кулагина
Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН (С.-Петербург).
Россия
Россия
Кулагина Марина Михайловна. Научный сотрудник
В. М. Устинов
Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур РАН
Россия
Россия
Устинов Виктор Михайлович. Доктор физико-математических наук, чл.-корр. РАН, директор
Список литературы
1. Donley, E.A., Kitching, J., Nuclear magnetic resonance gyroscopes, Optical magnetometry, 2013, Cambridge University Press, Ch. 19, pp. 369–386.
2. Serkland, D. K., Peake, G. M., Geib, K. M., Lutwak, R., Garvey, R.M., Varghese, M., Mescher, M., VCSELs for atomic clocks, Vertical-cavity surface-emitting lasers X, Proc. SPIE 2006, 6132, 613208.
3. Zhong, W., Review of chip-scale atomic clocks based on coherent population trapping, Chin. Phys. B., 2014, vol. 23, No. 3, p. 030601.
4. Walker, T.G., Larsen, M.S., Spin-Exchange Pumped NMR Gyros, Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, 2016, v.65, pp.373–401.
5. Knapkewicz, P., Dziuban, J., Walczak, R., Mauri, L., Dziuban, P., Gorecki, C., MEMS Cesium Vapor Cell for European Micro-Atomic-Clock, Procedia Engineering, 2010, vol.5, pp.721–724.
6. Chen, L., Zhou, B., Lei, G., Wu, W., Zhai, Y., Wang, Z., Fang, J., Effects of temperature on Rb and 129Xe spin polarization in a nuclear magnetic resonance gyroscope with low pump power, AIP Advances, 2017, 7, 115101.
7. Michalzik, R., VCSELs, Fundamentals, technology and applications of vertical cavity surface-emitting lasers, Springer, 2013.
8. Mutig, A., Bimberg, D., Progress on high-speed 980 nm VCSELs for short-reach optical interconnects, Hindawi Publishing Corporation Advances in Optical Technologies 2011, 15.
9. Choquette, K.D., Geib, K.M., Ashby, C.I.H., Twesten, R.D., Blum, O., Hou, H.Q., Follstaedt, D.M., Hammons, B.E., Mathes, D., Hull, R., Advances in selective wet oxidation of AlGaAs alloys, IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics, 1997, 3 (3), 916–926.
10. Larsson, A., Advances in VCSELs for communication and sensing, IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics 17, 2011, 1552–1567.
11. Tatum, J.A., Evolution of VCSELs, Proc. of SPIE 9001, 2013, 90010C.
12. www.pricetonoptronics.com.
13. www.laserinterprise.com.
14. Al-Samaneh, A., VCSELs for Atomic Clock Demonstrators, Annual Report 2013, Institute of Optoelectronis, Ulm University.
15. http://vixarinc.com/pdf/895S-0000-x002.pdf.
16. Serkland, D.K., Geib, K.M., Peake, G.M., Lutwak, R., Rashed, A., Varghese, M., Tepolt, G., Prouty, M., VCSELs for atomic sensors, Vertical-cavity surface-emitting lasers XI, Proc. SPIE, 2007, 6484, 648406.
17. Wilmsen, C.W., Temkin, H., Coldren, L.A., Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers: Design, Fabrication, Characterization, and Applications, Cambridge University Press, 2001.
18. Chang, Y.-C., Coldren, L.A., Efficient, High-Data-Rate, Tapered Oxide-Aperture Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers, IEEE J. Selected Topics Quantum. Electron., 2009, 15, 704–715.
19. Pickrella, G.W., Louderbacka, D.A., Fisha, M.A., Hindia, J.J., Lina, H.C., Simpsona, M.C., Guilfoylea, P.S., Lear, K.L., Compositional grading in distributed Bragg reflectors, using discrete alloys, in vertical-cavity surface-emitting lasers, Journal of Crystal Growth, 2005, 280, 54–59.
20. Малеев Н.А., Кузьменков А.Г., Кулагина М.М., Задиранов Ю.М., Васильев А.П., Блохин С.А., Шуленков А.С., Трошков С.И., Гладышев А.Г., Надточий А.М., Павлов М.М., Бобров М.А., Назарук Д.Е., Устинов В.М. Пространственно-одномодовые полупроводниковые вертикально-излучающие лазеры с неплоским верхним распределенным брэгговским отражателем // ФТП. 2013. Т. 47. С. 985–989.
21. Блохин С.А., Малеев Н.А, Кузьменков А.Г., Устинов В.М. Патент РФ на изобретение №2611555, приоритет от 17.12.2015.
22. Verschuuren, M.A., Gerlach, P., van Sprang, H.A., Polman, A., Improved performance of polarization-stable VCSELs by monolithic sub-wavelength gratings produced by soft nano-imprint lithography, Nanotechnology, 2011, 22, 505201.
23. Nazaruk, D.E., Blokhin, S.A., Maleev, N.A., Bobrov, M.A., Kuzmenkov, A.G., Vasil’ev, A.P., Gladyshev, A.G., Pavlov, M.M., Blokhin, A.A., Kulagina, M.M., Vashanova, K.A., Zadiranov, Yu.M., Fefelov, A.G., Ustinov, V.M., Single-mode temperature and polarisation-stable high-speed 850 nm vertical cavity surface emitting lasers, J. Phys.: Conf. Ser., 2014, vol. 572, 1 ArtNo: #012036.
24. Sakamoto, A., Nakamura, T., Nakayama, H., Fabrication control during AlAs oxidation of the VCSELs via optical probing technique of AlAs lateral oxidation (OPTALO), Proc. of SPIE 4649, 2002, 211–217.
25. Hadley, G.R., Effective index model for vertical-cavity surface-emitting lasers, Opt. Lett., 1995, vol. 20, p. 1483–1485.
26. Блохин С.А., Бобров М.А., Кузьменков А.Г., Блохин А.А., Васильев А.П., Гусева Ю.А., Кулагина М.М., Карповский И.О., Задиранов Ю.М., Трошков С.И., Прасолов Н.Д., Брунков П.Н, Левицкий, В.С. Лисак В., Малеев Н.А., Устинов В.М. Исследова-ния диэлектрических распределенных брэгговских отражателей для вертикально-излучающих лазеров ближнего ИК-диапазона // ПЖТФ. 2016. Т. 42. С. 57–65.
Рецензия
Для цитирования:
Малеев Н.А., Блохин С.А., Бобров М.В., Кузьменков А.Г., Кулагина М.М., Устинов В.М. Источник лазерного излучения для компактного гироскопа на эффекте ядерного магнитного резонанса. Гироскопия и навигация. 2018;26(1):81-92. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.1.081-092
For citation:
Maleev N.A., Blokhin S.A., Bobrov M.V., Kuzmenkov A.G., Kulagina M.M., Ustinov V.M. Laser Source for Compact Nuclear Magnetic Resonance Gyroscope. Giroskopiya i Navigatsiya. 2018;26(1):81-92. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.1.081-092
Просмотров:
2
Послать статью по эл. почте 