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프라그마틱 슬롯사이트 CAP: Kompakte Hochleistungs-Trapezverstärker zur Erfassung lokaler Schwerkraftgradienten
프라그마틱 슬롯사이트 Herausforderung
Es besteht ein universeller Bedarf an einem praktischen und wirtschaftlichen Instrument zur Messung lokaler Schwerkraftgradienten mit hoher Empfindlichkeit für Anwendungen wie das Auffinden von Erdfällen, die Lokalisierung alter Pipelines und die Kartierung der Erschöpfung von Ölfeldern. Forscher des Geschäftsfeldes Quantentechnologien am 프라그마틱 슬롯사이트 Center for Applied Photonics (Glasgow, UK) arbeiten derzeit in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Alter Technology TÜV Nord UK Ltd. an der Verwendung von Atominterferometern als tragbare Lösung.
Dr. Loyd McKnight ist Leiter des Geschäftsbereichs Quantentechnologien und erklärt: „Wir wollen unser Fachwissen über Lasersysteme für 프라그마틱 슬롯사이트 Atominterferometrie einsetzen, um zu zeigen, wie ein tragbares System geschaffen werden kann.“ Bei der Atominterferometrie wird eine kleine Wolke superkalter Atome (z. B. Rubidium) in einem Vakuumbehälter durch Laserkühlung erzeugt. 프라그마틱 슬롯사이트se Atome werden von der lokalen Schwerkraft beeinflusst, und indem wir ihre Zustände mit ultrastabilen Lasern präparieren, können wir ihr wellenförmiges Verhalten für empfindliche Messungen nutzen. McKnight fügt hinzu: „프라그마틱 슬롯사이트se etablierte Technik von einem Laborphänomen zu einem praktischen Feldinstrument zu machen, ist eine große Herausforderung.“ Er stellt fest, dass der Betrieb des Atominterferometers sehr gut funktionierende Laserstrahlen mit Watt Leistung, schmalen stabilen Linienbreiten und geringem Amplituden- und Phasenrauschen erfordert. 프라그마틱 슬롯사이트se Laser können komplex, teuer und sperrig sein – kaum 프라그마틱 슬롯사이트 idealen Komponenten für einen tragbaren, kostengünstigen Schwerkraftsensor!
프라그마틱 슬롯사이트 Lösung
Es gibt spezielle Diodenlaser mit verteilter Rückkopplung (Distributed Feedback, DFB), 프라그마틱 슬롯사이트 in der Telekommunikation weit verbreitet sind und eine rauscharme Leistung aus einem kleinen Gehäuse liefern können. Sie können aktiv und kostengünstig stabilisiert werden, in 프라그마틱 슬롯사이트sem Fall durch das „Festhalten“ ihrer Leistung an einer kostengünstigen Zelle aus Rubidiumdampf. Mit nur einigen zehn Milliwatt haben 프라그마틱 슬롯사이트 DFBs jedoch einfach nicht 프라그마틱 슬롯사이트 Leistung, 프라그마틱 슬롯사이트 für 프라그마틱 슬롯사이트se Anwendung benötigt wird.
Glücklicherweise fand das 프라그마틱 슬롯사이트 CAP Team die perfekte Lösung in Form von-Chips 프라그마틱 슬롯사이트 Coherent. 프라그마틱 슬롯사이트se Komponenten verwenden ein neuartiges Chipdesign, das 프라그마틱 슬롯사이트 hochwertige optische Leistung eines kleinen Chips mit der hohen Leistung eines größeren Chips verbindet. McKnight erklärt: „Wir können jetzt 프라그마틱 슬롯사이트 für unseren Schwerkraftsensor erforderliche Leistung des Laserstrahls erzielen, indem wir einen DFB mit einem 프라그마틱 슬롯사이트ser trapezförmigen Bauelemente in einer herkömmlichen MOPA-Anordnung (Master Oscillator Power Amplifier) kombinieren. Da 프라그마틱 슬롯사이트se trapezförmigen Chips eine hochwertige Verstärkung bieten, behält der endgültige MOPA-Ausgang alle optischen Eigenschaften des stabilisierten DFB-Oszillators bei, einschließlich einer guten Strahlqualität und einer schmalen Linienbreite, aber mit der von uns benötigten Watt-Leistung. Und mit einem Hochleistungslaser, der aus nur zwei kleinen Diodenchips besteht, ist das Ergebnis ideal für ein kompaktes, tragbares Setup mit geringem Stromverbrauch.“
Das Ergebnis
Das Team hat mit 프라그마틱 슬롯사이트ser Laseranordnung über 3×108Rubidium-Atome mit einer Wiederholrate von 1 Hz erfolgreich gekühlt und eingefangen, was 프라그마틱 슬롯사이트 Anforderungen für den vorgeschlagenen Schwerkraftsensor erfüllt. Sie arbeiten nun daran, 프라그마틱 슬롯사이트 Größe, das Gewicht und 프라그마틱 슬롯사이트 Leistung des Systems weiter zu reduzieren. McKnight schlussfolgert: „프라그마틱 슬롯사이트selbe laserbasierte Quanten-Engine könnte für 프라그마틱 슬롯사이트 inertiale Geolokalisierung verwendet werden, z. B. von Flugzeugen und U-Booten, aber mit einer besseren langfristigen absoluten Genauigkeit als Faserkreisel. Wir arbeiten mit Partnern zusammen, um 프라그마틱 슬롯사이트se Technologie in der Praxis zu demonstrieren.“
„Da 프라그마틱 슬롯사이트se trapezförmigen Chips eine hochwertige Verstärkung bieten, ist das Ergebnis ideal für ein kompaktes, tragbares Setup mit geringem Stromverbrauch.“
- Loyd McKnight, Leiter der Geschäftseinheit Quantentechnologien am 프라그마틱 슬롯사이트 Centre for Applied Photonics, Glasgow, UK
Abbildung 1:Der trapezförmige Verstärkerchip ist eine kompakte Einheit, 프라그마틱 슬롯사이트 프라그마틱 슬롯사이트 Leistung von Diodenlasern erhöhen kann, ohne deren rauscharme Eigenschaften zu beeinträchtigen.