美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员已经创建了一个芯片,激光与微小的原子云相互作用,作为测量重要量(如量子精确度的长度)的微型工具包。该设计可以用现有技术大规模生产。

光子精密测量芯片显示量子传感器的大规模生产是可能的-量子客
量子精密测量原型芯片

以上 - NIST用于测量重要量的原型芯片,如量子精度的长度。该设备通过使用激光探测原子来产生精确波长的红外光。NIST芯片包装了一小块原子和结构,用于将光波导入小于1平方厘米。原子被包含在一个蒸气室中 - 芯片顶部的正方形窗口,周围是黑色环氧树脂,上面有一个光纤阵列。便士是比例参考。

NIST的原型芯片被用于产生波长为780纳米的红外光,足以用作校准其他仪器的长度参考。NIST芯片将原子云和用于引导光波的结构打包到小于1平方厘米,其体积约为其它紧凑型器件的万分之一,具有相似的测量精度。

例如,NIST芯片可用于校准长度测量仪器。国际长度标准基于光速,相当于光的波长乘以其频率。

但更重要的是,新芯片表明,激光器和原子蒸气电池可能像半导体一样通过使用硅材料和传统芯片制造技术一起大规模生产,而不是当前手动组装大体积光学元件和吹制玻璃蒸气室, NIST小组组长John Kitching说。这一进展可能适用于许多NIST仪器,从原子钟到磁性传感器和气体光谱仪。