Niedawno dowiedzieliśmy się z University of Science and Technology of China, że zespół naukowców z University of Guo Guangcan, profesor Dong Chunhua i współpracownik Zou Changling, zaproponował uniwersalny mechanizm kontroli dyspersji mikrownęki, aby osiągnąć niezależną kontrolę w czasie rzeczywistym częstotliwości środkowej grzebienia częstotliwości optycznej i częstotliwości powtarzania, a zastosowany do precyzyjnego pomiaru długości fali optycznej, dokładność pomiaru długości fali wzrosła do kiloherców (kHz). Wyniki opublikowano w Nature Communications.
Solitonowe mikrogrzebienie oparte na optycznych mikrownękach wzbudziły duże zainteresowanie badawcze w dziedzinie precyzyjnej spektroskopii i zegarów optycznych. Jednak ze względu na wpływ szumu środowiskowego i laserowego oraz dodatkowe efekty nieliniowe w mikrownęce, stabilność solitonowego mikrogrzebienia jest znacznie ograniczona, co staje się główną przeszkodą w praktycznym zastosowaniu grzebienia o niskim poziomie światła. W poprzedniej pracy naukowcy ustabilizowali i kontrolowali optyczny grzebień częstotliwości, kontrolując współczynnik załamania światła materiału lub geometrię mikrownęki, aby uzyskać sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym, co spowodowało niemal równomierne zmiany we wszystkich trybach rezonansowych w mikrownęce w tym samym czasie, bez możliwości niezależnego kontrolowania częstotliwości i powtarzalności grzebienia. Znacznie ogranicza to zastosowanie grzebienia o niskim poziomie światła w praktycznych scenach precyzyjnej spektroskopii, fotonów mikrofalowych, optycznego pomiaru odległości itp.
Aby rozwiązać ten problem, zespół badawczy zaproponował nowy mechanizm fizyczny, aby zrealizować niezależną regulację w czasie rzeczywistym częstotliwości środkowej i częstotliwości powtarzania grzebienia częstotliwości optycznej. Wprowadzając dwie różne metody sterowania dyspersją mikrownęki, zespół może niezależnie kontrolować dyspersję różnych rzędów mikrownęki, aby uzyskać pełną kontrolę nad różnymi częstotliwościami zębów grzebienia częstotliwości optycznej. Ten mechanizm regulacji dyspersji jest uniwersalny dla różnych zintegrowanych platform fotonicznych, takich jak azotek krzemu i niobian litu, które były szeroko badane.
Zespół badawczy wykorzystał laser pompujący i laser pomocniczy do niezależnego sterowania trybami przestrzennymi różnych rzędów mikrownęki, aby uzyskać adaptacyjną stabilność częstotliwości trybu pompującego i niezależną regulację częstotliwości powtarzania grzebienia częstotliwości. Na podstawie grzebienia optycznego zespół badawczy zademonstrował szybką, programowalną regulację dowolnych częstotliwości grzebienia i zastosował ją do precyzyjnego pomiaru długości fali, demonstrując falomierz o dokładności pomiaru rzędu kiloherców i zdolności do pomiaru wielu długości fal jednocześnie. W porównaniu z wynikami poprzednich badań dokładność pomiaru osiągnięta przez zespół badawczy osiągnęła poprawę o trzy rzędy wielkości.
Zaprezentowane w ramach tych badań rekonfigurowalne mikrogrzebienie solitonowe stanowią podstawę do opracowania niedrogich, zintegrowanych ze sobą układów scalonych wzorców częstotliwości optycznych, które znajdą zastosowanie w precyzyjnych pomiarach, zegarach optycznych, spektroskopii i komunikacji.
Czas publikacji: 26-09-2023