Max-Planck-Institut
Zeigt wertvolle Kundeneinblicke in Anwendungen, die eine TOPTICA EAGLEYARD Laserdiode verwenden
Kunde: Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Produkt: MiniECL 671 nm
Über das Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Die Max-Planck-Gesellschaft ist eine der weltweit führenden Forschungsorganisationen und bekannt für ihre bahnbrechenden Beiträge zum wissenschaftlichen Fortschritt. Mit über 80 Instituten in ganz Deutschland und darüber hinaus fördert sie bahnbrechende Entdeckungen in Physik, Chemie, Biologie und verwandten Bereichen. Mit 31 Nobelpreisträgern und mehr als 15.000 jährlichen Veröffentlichungen in führenden wissenschaftlichen Zeitschriften übt die Gesellschaft einen tiefgreifenden und dauerhaften Einfluss auf zahlreiche Disziplinen aus.
Eines ihrer renommiertesten Institute ist das Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching, Deutschland. Das MPQ steht an der Spitze der Quantenforschung und erforscht die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie auf kleinster Ebene. Die Wissenschaftler am MPQ haben bedeutende Fortschritte in den Bereichen Quantencomputer, ultrakalte Atome und Präzisionslaserspektroskopie erzielt. Ihre Arbeit vertieft nicht nur unser grundlegendes Verständnis der Physik, sondern ebnet auch den Weg für revolutionäre Technologien wie sichere Quantenkommunikation und ultrapräzise Atomuhren.
Mit seinem starken interdisziplinären Ansatz und seinen weltweiten Kooperationen verschiebt das MPQ weiterhin die Grenzen des Möglichen in der Quantenwissenschaft.
Über die Laserdiode
Die miniECL ist ein miniaturisierter Laser mit externem Resonator und einer schmalen Linienbreite von 100 kHz, der bei 671 nm, 770 nm, 780 nm, 852 nm und 895 nm verfügbar ist. Das hermetisch geschlossene Butterfly-Gehäuse mit 14 Pins ist nicht nur sehr robust, sondern bietet auch ein integriertes Wärmemanagement und eine Strahlkollimation, was den Betrieb sehr komfortabel macht. Die schmale Linienbreite des miniECL ermöglicht den Einsatz insbesondere in der Spektroskopie, QT, Metrologie, Atomuhren und Life Science. Darüber hinaus sind Wellenlängen zwischen 650 – 1100 nm auf Anfrage anpassbar, was mehr Freiheit im gesamten Spektrum eröffnet. Darüber hinaus ist die 780 nm miniECL kürzlich mit einem Faser-Pigtail auf den Markt gebracht, der eine bequeme „Plug-and-Play“-Option bietet.
In welchem Produkt verwendet das Max-Planck-Institut die Laserdiode von EAGLEYARD? Für welche Anwendung wird Ihr Produkt verwendet?
MPQ: „Die Laserdioden von EAGLEYARD werden in den Labors des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik häufig zum Kühlen, Einfangen, Abbilden und Manipulieren von Atomen verwendet. Seit vielen Jahren haben wir eigene Designs für ECDLs entwickelt, die entweder Littrow- oder lineare Konfigurationen verwenden und diese Laserdioden nutzen. Der neue miniECL-Produktlinie verfügt über 671-nm-Laserdioden, die im Labor „Lithium-Quantengasmikroskop“ eingesetzt werden. Diese Dioden sind zwar nicht für ein einzelnes Experiment oder Projekt bestimmt, aber sie sind ein wesentlicher Bestandteil des täglichen Betriebs des Labors.“
Können Sie uns einen Einblick geben, wie Ihr Produkt funktioniert und welche Rolle der Laser von EAGLEYARD spielt?
MPQ: „Unser Experiment (ein Quantensimulator) läuft rund um die Uhr. Es umfasst Dutzende von verschiedenen Lasern und Hunderte von anderen Komponenten, die synchron arbeiten, um einzelne fermionische Lithiumatome in optischen Gittern einzufangen. Innerhalb dieses Aufbaus führen wir Quantensimulationen (Messungen) durch und bilden die resultierenden Zustände ab. Jeder einzelne Durchlauf dauert etwa 20 Sekunden, und wir wiederholen sie viele Male, wobei wir die physikalischen Parameter nach Bedarf anpassen.
Die 671-nm-Laser und -Verstärker sind wesentliche Komponenten, um das Gerät kontinuierlich in Betrieb zu halten. In unserem Experiment, miniECL-Laser von EAGLEYARD als Seeds in zwei kritischen Phasen eingesetzt: die anfängliche Laserkühlung von Lithiumatomen (Zeeman-Laser) und die abschließende Fluoreszenzabbildung einzelner Atome in optischen Gittern.
Für die erste Zeeman-Stufe konnten wir unsere Verstärker nicht vollständig nutzen, da die vorhandenen Lösungen keine ausreichende Seeding-Leistung liefern, was oft zu einem Underseeding führt. Die miniECL-Laser lösen dieses Problem teilweise oder weitgehend. Für die Fluoreszenzbildgebung schätzen wir ihre hervorragende Frequenzstabilität. Während unsere bisherige Lösung auf lange Sicht gut funktionierte, ist der miniECL-Laser seit seiner Integration in unsere bestehende Infrastruktur vor einigen Monaten nicht aus der Frequenzsperre gefallen. Dieses Maß an Stabilität ist außergewöhnlich.“
Wenn Sie eine andere Laserdiode verwendet haben, bevor Sie die von EAGLEYARD in Ihrem Produkt eingesetzt haben, was hat Sie dazu bewogen, zu wechseln?
MPQ: „Es gibt nur eine begrenzte Auswahl an 671 nm Single-Mode- und Single-Frequency-Laserquellen, und ihre Ausgangsleistung ist oft begrenzt. Als wir ein neues Produkt auf dem Markt entdeckten, beschlossen wir, es zu testen. Nachdem der miniECL die Alternativen übertraf, waren wir von den Ergebnissen beeindruckt und beschlossen, mehr unserer Laser auf diese Lösung umzustellen.“
Können Sie uns Einblicke in den Entscheidungsfindungsprozess für die Laserdiodenkomponente von EAGLEYARD geben?
MPQ: „Wir sind mit dem Markt für Singlemode- und Einzelfrequenzquellen bei 671 nm sehr vertraut. Als wir feststellten, dass die angegebene Ausgangsleistung der miniECL um 30-40% höher ist als die nächstbeste Option und dass ihr Strahlprofil deutlich gaußförmiger ist – was eine einfachere und effizientere Faserkopplung ermöglicht – wollten wir sie unbedingt ausprobieren. Bei der Arbeit mit Lithiumatomen haben wir nie einen Leistungsüberschuss bei 671 nm, und sowohl Laser als auch Verstärker bei dieser Wellenlänge neigen dazu, im Vergleich zu anderen Wellenlängen relativ schnell abzubauen. Hoffentlich ist der miniECL-Linie in Bezug auf ihre Langlebigkeit gut abschneiden wird.“
Wie haben Sie die Zusammenarbeit mit EAGLEYARD erlebt, von der ersten Anfrage bis zum Einbau des gesamten Auftrags in Ihr Produkt?
MPQ: „Die Informationen waren klar, die Kommunikation prompt und es gab keine Probleme.“
Was ist der Vorteil der ausgewählten EAGLEYARD Laserdiodenkomponente im Vergleich zu Alternativen/vorherigen Lösungen?
MPQ: „1. mehr gaußförmiges Strahlprofil bei 671 nm: Dies ermöglicht eine effizientere Faserkopplung im Vergleich zu Alternativen und verbessert die Gesamtleistung des Systems.
2. Höhere Ausgangsleistung: In Verbindung mit einer effizienten Faserkopplung ermöglicht dies ein effektiveres Seeding von Verstärkern und behebt Leistungsbeschränkungen in kritischen Phasen.
3. Kleinerer Fußabdruck: Das kompakte Design ermöglicht eine einfachere Integration in bestehende Einrichtungen und spart wertvollen Platz.“
Sie können diesen Anwendungsfall hier herunterladen.
Wir danken dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik und Petar Bojovic für diese großartigen Einblicke!
