Grzebień częstotliwości optycznej to widmo składające się z szeregu równomiernie rozmieszczonych składowych częstotliwości w widmie, które mogą być generowane przez lasery z synchronizacją modów, rezonatory lubmodulatory elektrooptyczne. Grzebienie częstotliwości optycznej generowane przezmodulatory elektrooptycznecharakteryzują się wysoką częstotliwością powtarzania, wewnętrznym suszeniem i dużą mocą itp., co sprawia, że są szeroko stosowane w kalibracji instrumentów, spektroskopii lub fizyce podstawowej i w ostatnich latach przyciągają coraz większe zainteresowanie badaczy.
Niedawno Alexandre Parriaux i inni naukowcy z Uniwersytetu w Burgendi we Francji opublikowali artykuł przeglądowy w czasopiśmie Advances in Optics and Photonics, systematycznie przedstawiając najnowsze postępy w badaniach i zastosowaniach grzebieni częstotliwości optycznych generowanych przezmodulacja elektrooptyczna:Wprowadza grzebień częstotliwości optycznej, metodę i charakterystykę grzebienia częstotliwości optycznej generowanego przezmodulator elektrooptycznyi na koniec wymienia scenariusze zastosowańmodulator elektrooptycznySzczegółowo omawia grzebień częstotliwości optycznej, w tym zastosowanie precyzyjnego widma, interferencję podwójnego grzebienia optycznego, kalibrację instrumentów i generowanie dowolnych przebiegów, a także omawia zasady leżące u podstaw różnych zastosowań. Na koniec autor przedstawia perspektywę technologii grzebienia częstotliwości optycznej modulatora elektrooptycznego.
01 Tło
W tym miesiącu minęło 60 lat od wynalezienia przez dr. Maimana pierwszego lasera rubinowego. Cztery lata później Hargrove, Fock i Pollack z Bell Laboratories w Stanach Zjednoczonych jako pierwsi opisali aktywną synchronizację modów w laserach helowo-neonowych. Widmo lasera synchronizacji modów w dziedzinie czasu jest reprezentowane przez emisję impulsów, a w dziedzinie częstotliwości przez szereg dyskretnych i równoodległych krótkich linii, bardzo podobnych do grzebieni, z których korzystamy na co dzień. Dlatego nazywamy to widmo „grzebieniem częstotliwości optycznych”. Nazywamy je „grzebieniem częstotliwości optycznych”.
Ze względu na dobre perspektywy zastosowania grzebienia optycznego, w 2005 roku Hansch i Hall otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, którzy dokonali pionierskich prac nad technologią grzebienia optycznego. Od tego czasu rozwój grzebienia optycznego wszedł w nowy etap. Ponieważ różne zastosowania mają różne wymagania dotyczące grzebieni optycznych, takie jak moc, odstęp między wierszami i centralna długość fali, doprowadziło to do konieczności wykorzystania różnych metod eksperymentalnych do generowania grzebieni optycznych, takich jak lasery z synchronizacją modów, mikrorezonatory i modulator elektrooptyczny.
Rys. 1 Widmo domeny czasu i widmo domeny częstotliwości grzebienia częstotliwości optycznych
Źródło obrazu: Grzebienie częstotliwości elektrooptycznych
Od czasu odkrycia grzebieni częstotliwości optycznych, większość grzebieni częstotliwości optycznych była produkowana za pomocą laserów z synchronizacją modów. W laserach z synchronizacją modów, wnęka rezonansowa o czasie obiegu τ służy do ustalenia zależności fazowej między modami podłużnymi, co pozwala określić częstotliwość repetycji lasera, która zazwyczaj mieści się w zakresie od megaherców (MHz) do gigaherców (GHz).
Grzebień częstotliwości optycznej generowany przez mikrorezonator opiera się na efektach nieliniowych, a czas transmisji w obie strony jest determinowany przez długość mikrownęki. Ponieważ długość mikrownęki jest zazwyczaj mniejsza niż 1 mm, grzebień częstotliwości optycznej generowany przez mikrownękę wynosi zazwyczaj od 10 gigaherców do 1 teraherca. Istnieją trzy popularne typy mikrownęk: mikrotubule, mikrosfery i mikropierścienie. Wykorzystując efekty nieliniowe w światłowodach, takie jak rozpraszanie Brillouina lub mieszanie czterofalowe, w połączeniu z mikrownękami, można uzyskać grzebienie częstotliwości optycznej w zakresie dziesiątek nanometrów. Ponadto, grzebienie częstotliwości optycznej można również generować za pomocą niektórych modulatorów akustooptycznych.
Czas publikacji: 18 grudnia 2023 r.