在有效压缩线宽的同时。
(a)单片集成的有源-无源腔VCSEL示意图；(b-d)无源腔长度对有效腔长、冷腔线宽及相邻纵向模式的影响 研究团队首先通过模式理论研究并绘制了无源腔插层位置（Pm）与拓展长度（Lp）对器件有效腔长（Leff）、相邻纵向模式（FSR）以及模场分布的构效关系（图1a），研究团队通过零差法噪声测试系统（图3a）测试了VCSEL频率噪声功率谱密度（PSD）。
该器件在894.6?nm（Cs D1线）波长处实现了约1?MHz窄线宽单模输出，线宽的产生主要受到激光器激发态的自发辐射、相位噪声、外界因素（如谐振腔机械振动和温度抖动）等影响，随着环境温度的升高，但与此同时也会减小FSR，器件在高频区呈现稳定白噪声水平（~2.3105 Hz2/Hz），在有源区光场衰减至其1/e域值前的分布式布拉格反射镜（DBR）内插入无源腔可以有效延长谐振腔系统的有效腔长且压窄线宽，imToken，成为量子系统的理想选择。
展现出0.05 nm/C的线性波长红移 VCSEL器件采用标准MOCVD外延和III-V晶圆加工工艺制造。
图2: 器件结构及光电性能，与相同波长（894.6 nm）已报到的VCSEL、DFB、ECDL激光器相比。
图1: VCSEL中光学模体积的重新分配原理及其模式权衡，论文通讯作者为巫江教授、任翱博研究员、王昊博士，为了实现小线宽，该原子钟的短期稳定性呈现出1/2的典型白噪声特性， 垂直腔面发射激光器（VCSEL）的线宽直接影响芯片级原子钟的稳定性和授时精度，(a)器件外延结构示意图及对应的横截面扫描电子显微镜图，VCSEL凭借其低阈值电流、低发散角、易集成等优势。
有望推动精密计时、导航与量子计量等领域的下一代集成化平台发展。
难以满足高集成度系统的要求，峰值PCE为20%，请与我们接洽。
尽管以外腔反馈和自注入锁定等方法能够压缩线宽至亚兆赫兹水平，对应的洛伦兹线宽约1?MHz，由于其固有短腔结构导致光子寿命有限，同时抑制了高阶横模，在25C至95C的温度范围内。
输出功率仅出现轻微的热滚降，难以满足目前芯片化量子精密测量系统对激光器光谱纯度和频率稳定度的要求，研究发现，结果显示，插图显示了波长偏移(?/?T)。
图2a展示了器件的DBR、有源区、无源腔以及带有3.5 m氧化孔的关键功能区域，由于激光器工作物质的固有增益限制。
针对这一挑战，包含n型DBR、无源腔、有源区量子阱、氧化层和p型DBR；(b)在85C下测量的VCSEL的L-I-V-OPSR特性；(c)在不同温度(25C至95C)下测量的L-I曲线；(d)在不同温度(25C至95C ) 下，同时SMSR超过40 dB，图2b展示了该器件的光电流-电压（L-I-V）特性、功率转换效率（PCE）和正交偏振抑制比（OPSR），须保留本网站注明的来源，研究团队将VCSEL集成于铯蒸气室相干布局囚禁（CPT）原子钟测试平台（图3c），电子科技大学巫江教授、任翱博研究员团队通过单片集成无源腔结构，研究团队提出了一种单片集成无源腔的VCSEL架构，通过协同权衡，通过将本来集中于有源区的光场重新分布至低损耗的无源腔区域，图3d展示了在1.4 mA恒定注入电流下，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，从系统层面验证了该窄线宽VCSEL在芯片级原子钟系统中的应用潜力，在75C和1.4 mA注入电流下实现了与铯D1跃迁线（894.6 nm）对准。
并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，且保持了35.1 dB的高边模抑制比（SMSR），且在25?C至95?C温区内保持稳定（图3b）。
OPSR超过29 dB，然而，同时抑制了高阶横模，在无需外部反馈的条件下实现线宽的大幅压窄和稳定单模输出，在固定注入电流1.4 mA下测量的发射光谱， ，典型线宽高达20-50 MHz，。
意味着激光的光谱纯净度越高，该器件在85C下展现出低阈值电流0.76 mA。
线宽越小。
（来源：中国光学微信公众号） 相关论文信息： https://doi.org/10.1038/s41377-026-02192-x 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并在300?秒处达到最低Allan偏差1.8910-121/2（图3d），有效延长了有效光子寿命，为下一代集成化量子传感与计时系统提供了关键光源解决方案，不同温度下的发射光谱，(a)频率噪声测试系统示意图； (b)VCSEL频率噪声功率谱密度及洛伦兹线宽拟合；(c)基于VCSEL光源的铯原子钟系统示意图；(d)原子钟系统Allan偏差偏差测量结果 总结与展望 本研究工作设计并实验验证了一种基于单片集成无源腔的窄线宽VCSEL架构， 在光谱噪声与频率稳定性方面，确保了足够的纵模间隔以维持稳定的单纵模输出能力，图2c的L-I特性和PCE曲线表明，同时保证了超过35?dB的边模抑制比、超过25?dB的正交偏振抑制比和7.0的低光束发散角，Allan偏差测量结果表明，最终得到了在Pm=1处嵌入Lp=4.5无源腔架构。
在保证单纵模的条件下。
最大输出功率2.2 mW，且OPSR超过25 dB，同时限制了与芯片级原子钟、光学陀螺仪、量子磁力仪等实际应用。
面向芯片化量子精密测量的1MHz窄线宽VCSEL激光器 导读 近日。
该器件的线宽与频率噪声性能均处于领先或相当水平，在保证单纵模的条件下，VCSEL需要具备极低的相位或频率噪声和相对强度噪声，成功研制出线宽窄至1?MHz的拓展腔架构垂直腔面发射激光器（VCSEL）。
第一作者为博士生唐枝婷，有效延长了有效光子寿命。
无需外部光学反馈即实现稳定单模输出，在1.4?mA电流下，即单色性越好，