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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Multifunctional Cavity Mirrors for Next-Generation Ultra-Stable Lasers

Descripción del proyecto

Cavidades láser compactas, de longitud de onda múltiple y ultraestables

Las cavidades ópticas (láser), o resonadores ópticos, son componentes esenciales de casi todos los láseres. Los espejos forman una cavidad óptica donde la luz oscila continuamente y actúa como fuente del haz. Las cavidades láser ultraestables generan frecuencias de luz láser muy estables y son cada vez más comunes en los laboratorios de física atómica y molecular. El desarrollo de cavidades láser ultraestables, compactas y con múltiples longitudes de onda podrían revolucionar diferentes aplicaciones de alta precisión como, por ejemplo, la detección cuántica, la espectroscopia, la metrología y la computación cuántica. El proyecto MightyMirrors, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene integrar metadispositivos de bajo ruido con circuitos fotónicos integrados multicapa para crear espejos de cavidad multifuncionales, que se ensamblarán en geometrías complejas de resonadores. El marco teórico de modelización y el uso de materiales con alto índice de refracción serán fundamentales para llevar a cabo esta labor.

Objetivo

Ultra-stable laser cavities (USLCs) lie at the heart of humankind’s most precise measurement instruments. Developing compact, multi-wavelength, USLCs will greatly benefit applications such as quantum sensing, spectroscopy, metrology, and quantum computing.
In this research program, I propose to explore novel versatile cavity mirrors by integrating low-noise meta-devices with multi-layer photonic integrated circuits into complex laser resonator geometries. I envisage a fully integrated USLC by incorporating all necessary sensors, modulators, and input-output optics within the mirror substrate. Innovative laser resonator topologies will allow for pushing the stability limits into new regimes and gaining access to novel application fields of optical cavities.
We have recently demonstrated an optical cavity incorporating an ultra-low-noise meta-mirror with an unprecedented cavity finesse of >11,500. These developments are possible thanks to our theoretical framework to model thermal noise processes in arbitrary optical systems. High-refractive index materials, like silicon, diamond, silicon nitride, and aluminum oxide, are ideal for realizing low-noise meta-devices and integrated photonic circuits.
The enormous conceptual and technological challenges lie in simultaneously controlling many properties (optical, optomechanical, thermal) in complex photonic configurations incorporating different materials and addressing various temperature ranges and multiple wavelengths within a single miniaturized cavity.
Through its research program, the MightyMirror project will enable a symbiosis of integrated photonics and free-space cavities, opening many new possibilities with a large impact on fundamental and applied science as well as on society.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2024-COG

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Institución de acogida

TECHNISCHE UNIVERSITAET BRAUNSCHWEIG
Aportación neta de la UEn
€ 1 972 500,00
Dirección
UNIVERSITAETSPLATZ 2
38106 Braunschweig
Alemania
Región
Niedersachsen Braunschweig Braunschweig, Kreisfreie Stadt
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 972 500,00

Beneficiarios (1)