天博体育：高性能紧凑型锥形放大器，用于感应局部重力梯度

挑战

普遍需要一种实用和经济工具来测量对应用的局部重力梯度，包括发现污水坑，定位旧管道和映射油田耗竭。 Frau天博体育ofer Applied Photonics（英国格拉斯哥）量子技术业务部门的研究人员目前正在针对与工业合作伙伴Alter Technology TechnologyTüvNordUK Ltd的合作工作中使用原子干涉仪作为便携式解决方案。

DR。洛伊德·麦克奈特（Loyd McKnight）是量子技术部门的负责人，并解释说：“我们希望将我们的专业知识应用于原子干涉测量法，以证明如何创建便携式系统。”在原子干涉法中，使用激光冷却在真空容器中创建了一个小的超级原子（例如，rubidium）。这些原子受局部重力的影响，并通过使用超稳定激光器制备其状态，我们可以使用它们的波状行为进行敏感测量。 McKnight补充说：“从实验室现象到实用的野外仪器，将这种已建立的技术采是一个巨大的挑战。”他指出，操作原子干涉仪需要具有瓦瓦，狭窄稳定线宽以及低振幅和相位噪声的瓦特式激光束。这些激光器可能是复杂，昂贵且笨重的，几乎不是用于便携式经济重力传感器的理想组件！

解决方案

有专门的二极管激光器称为分布式反馈（DFB）设备，它们在电信应用程序中广泛使用，可以从小包装中传递低噪声输出。它们可以积极且廉价地稳定，在这种情况下，它们可以将其输出“锁定”到rubidium Vapor的低成本单元格中。但是，只有几十毫米，DFBS根本就没有此应用程序所需的功能。

幸运的是，天博体育团队以形式找到了完美的解决方案来自连贯的天博体育放大器芯片。这些设备使用一种新颖的芯片设计，可提供小型芯片的高质量光学性能，并具有较大芯片的高功率。 McKnight解释说：“我们现在可以在传统的主振荡器功率放大器（MOPA）布置中结合DFB与这些天博体育设备之一，使我们的重力传感器所需的激光光束性能（MOPA）的排列。但是，有了瓦特的瓦特，我们需要的是仅由两个小二极管芯片组成的高性能激光器，结果是一个紧凑的便携式设置，具有低功耗。”

结果

团队成功冷却并被困在3×10⁸rubidium原子的重复速率> 1 Hz> 1 Hz，其激光排列满足了建议的重力传感器的要求。现在，他们一直在努力进一步降低系统的尺寸，重量和功率。 McKnight得出结论：“这种基于激光的量子发动机可以用于惯性地理位置传感，例如，通过飞机和潜艇，但长期绝对准确性比光纤陀螺仪更好。我们正在与合作者合作以在现场证明这项技术。”。

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