我国科学家在量子传感领域获进展：研发量子陀螺专用芯片

近日，中科院长春光机所在量子陀螺专用芯片研发上取得进展，研制出795纳米的垂直腔面发射激光器芯片，具有实际应用价值。相关成果发表在《Optics Express》期刊。

图片来自《Optics Express》期刊

量子陀螺是一种应用前景广阔的新型量子传感器，能够大幅度提高多种载体的导航精度。作为量子陀螺的理想光源，垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有体积极小、工作电流低、可非致冷工作、激光光斑与原子系统可直接耦合等优势。

近年来，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所大功率半导体激光器研究团队一直深耕量子传感专用VCSEL芯片研发，并于2014年研制出原子钟专用高温VCSEL芯片。

近日，该团队等研究人员在量子陀螺专用VCSEL芯片研发方面再获进展。团队通过解决VCSEL的模式稳定性，以及输出功率相互制约的关键问题，实现了大氧化孔径下VCSEL的单模工作。团队研制出的新器件在80℃的温度下，输出功率达到4.1mW（毫瓦），边模抑制比41.68dB（分贝），正交偏振抑制比27.6dB。该芯片作为量子陀螺的光源，实验测试效果良好，说明其具有较好的实际应用价值。该研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

（a）VCSEL在不同温度下的P-I-V特性曲线，内插图为芯片实物图，（b）80℃不同电流下VCSEL的近场光斑，（c）VCSEL的光谱特性，（d）VCSEL的偏振特性，（e）采用VCSEL作为泵源的量子陀螺仪信噪比测试结果，图片来自中科院长春光机所