スペクトル的に純粋なチップスケールレーザーを用いる光同期ファイバーリンク

光ファイバーにおける精密な光周波数と位相の同期は、計時から量子光学までさまざまな応用に不可欠である。そうした応用では、卓上型安定化レーザーシステムに基づく超コヒーレント光源が用いられる。こうしたシステムのチップスケール版は、そうした優れた光源のコスト、サイズ、パワーを低減することによって応用の見通しを劇的に広げる可能性がある。しかし、必要な狭線幅集積レーザー、小型参照共振器、制御方法に基づくリンクは、まだ報告されていない。今回我々は、レーザー線幅が約30 Hz、50 msにおける不安定度が2 × 10⁻¹³未満のチップスケール安定化レーザーを用いて、受信機において3 × 10⁻⁴ rad²という非常に低い残留位相誤差分散を達成した光同期リンクを示す。この性能は、集積ブリルアンレーザー、小型参照共振器、新しい低帯域幅光周波数安定化位相ロックループによって可能になっている。今回の結果は、分散型原子時計、量子リンク、データベース同期、デジタル信号プロセッサーを用いないコヒーレントなファイバー相互接続などの、低出力精密応用への道筋を示すものである。