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1. WO2019021002 - ROOM TEMPERATURE MASING USING SPIN-DEFECT CENTRES

Publication Number WO/2019/021002
Publication Date 31.01.2019
International Application No. PCT/GB2018/052106
International Filing Date 26.07.2018
IPC
H01S 1/06 2006.1
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 2006.1
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 OF SCIENCE, TECHNOLOGY AND MEDICINE [GB]/[GB]
  • UCL BUSINESS LTD [GB]/[GB]
Inventors
  • BREEZE, Jonathan
  • ALFORD, Neil
  • KAY, Chris
  • SATHIAN, Juna
  • SALVADORI, Enrico
Agents
  • PITCHFORD, James Edward
Priority Data
1712187.228.07.2017GB
Publication Language English (en)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(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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