美國國家標準暨技術研究院 NIST 於 10 月 16 日介紹與馬里蘭大學合作的 Joint Quantum Institute(JQI)研究成果,團隊提出新的晶片級光學頻率梳生成方式。頻率梳可在光譜上形成等間隔的精確頻率標記,作用如同測量光頻率的尺規,是光學原子鐘及高精度量測的重要基礎。
研究採用兩束雷射光,讓光在微型環形共振器中相互作用,產生品質良好的光學頻率梳。NIST 說明,過去採用單雷射的部分方案,為穩定產生高品質頻率梳還需要額外的高耗電設備;新方法希望減少這項依賴,讓裝置更適合離開大型實驗室使用。
NIST 公布的晶圓照片顯示,單片晶圓包含超過 400 顆晶片,每顆晶片最多可配置 300 個微型環形共振器。這些數字描述研究展示的晶片與共振器配置,不能直接解讀成商用裝置已具備相同整合程度或已可量產。
應用前景包括高精度移動授時,以及在 GPS 訊號無法取得或受到干擾時,為無人機、汽車、潛艦等平台提供輔助導航時間基準。研究團隊也提到地質、能源及礦產探勘等對精密量測有需求的領域,但官方沒有宣布商用產品、出貨時程或價格。
發生了什麼事
NIST 與 JQI 展示雙雷射驅動的晶片級光學頻率梳方案,藉微型共振器產生可用於高精度光頻量測的等間隔頻率標記。
為什麼重要
若能降低設備體積及耗電,光學原子鐘與精密授時技術就更有機會部署在移動平台,而不只限於實驗室環境。
影響哪些人
光學計量、晶片光子學、原子鐘、導航及高精度感測設備的研究與工程團隊,都是潛在受益者。
已確認與未確認
已確認的是研究展示方法、雙雷射原理與晶圓配置;尚未確認商用成熟度、實際整機功耗、量產良率、價格與部署日期。