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1. EP3659220 - ROOM TEMPERATURE MASING USING SPIN-DEFECT CENTRES

Office
European Patent Office
Application Number 18752220
Application Date 26.07.2018
Publication Number 3659220
Publication Date 03.06.2020
Publication Kind A1
IPC
H01S 1/06
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
1Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
06gaseous
H01S 1/02
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
1Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
02solid
CPC
H01S 1/02
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
1Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
02solid
H01S 1/06
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
1Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
06Gaseous ; , i.e. beam masers
Applicants IMPERIAL COLLEGE SCI TECH & MEDICINE
UCL BUSINESS LTD
Inventors BREEZE JONATHAN
ALFORD NEIL
KAY CHRIS
SATHIAN JUNA
SALVADORI ENRICO
Designated States
Priority Data 201712187 28.07.2017 GB
Title
(DE) MASING BEI RAUMTEMPERATUR UNTER VERWENDUNG VON SPIN-DEFEKT-ZENTREN
(EN) ROOM TEMPERATURE MASING USING SPIN-DEFECT CENTRES
(FR) AMPLIFICATION DE MICRO-ONDES PAR ÉMISSION STIMULÉE DE RAYONNEMENTS À TEMPÉRATURE AMBIANTE EN UTILISANT DES CENTRES DE DÉFAUTS DE SPIN
Abstract
(EN) Apparatus for achieving masing at room temperature, the apparatus comprising: a microwave cavity which exhibits a resonance of sufficiently high Q-factor for maser oscillation; a resonator structure comprising a masing medium located within a resonant element, wherein the masing medium comprises spin-defect centres, the resonator structure being disposed within the microwave cavity; means for applying a magnetic field across the masing medium; an input of microwave radiation to be amplified, the input of microwave radiation being coupled to the resonator structure; and means for optically pumping the masing medium and thereby causing stimulated emission of microwave photons; wherein the microwave cavity has an effective magnetic mode volume matching the volume of the masing medium. A corresponding method for producing masing at room temperature is also provided.
(FR) L'invention concerne un appareil permettant de réaliser l'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements à température ambiante, l'appareil comprenant : une cavité à micro-ondes qui présente une résonance ayant un facteur Q suffisamment élevé pour une oscillation de maser ; une structure de résonateur comprenant un milieu d'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements situé à l'intérieur d'un élément résonant, le milieu d'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements comprenant des centres de défaut de spin, la structure de résonateur étant disposée à l'intérieur de la cavité à micro-ondes ; des moyens pour appliquer un champ magnétique à travers le milieu d'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements ; une entrée de rayonnement micro-ondes à amplifier, l'entrée de rayonnement micro-ondes étant couplée à la structure de résonateur ; et des moyens pour pomper optiquement le milieu d'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements et provoquer ainsi une émission stimulée de photons à micro-ondes. La cavité à micro-ondes possède un volume de mode magnétique efficace correspondant au volume du milieu d'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements. L'invention concerne également un procédé correspondant pour produire l'amplification de micro-ondes par émission stimulée de rayonnements à température ambiante.
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