Nedávno se dozvěděli z University of Science and Technology of China, akademického týmu University of Guo Guangcan, profesora Dong Chunhua a spolupracovníka Zou Changlinga, navrhli univerzální mechanismus řízení disperze mikrodutin, aby bylo dosaženo nezávislého řízení optického frekvenčního hřebenového centra v reálném čase. frekvence a opakovací frekvence a při použití na přesné měření optické vlnové délky se přesnost měření vlnové délky zvýšila na kilohertz (kHz). Zjištění byla zveřejněna v Nature Communications.
Mikrohřebeny Soliton založené na optických mikrodutinách přitahovaly velký výzkumný zájem v oblasti přesné spektroskopie a optických hodin. Vlivem okolního a laserového šumu a dodatečnými nelineárními efekty v mikrodutině je však stabilita solitonového mikrohřebenu značně omezena, což se stává hlavní překážkou při praktické aplikaci hřebenu s nízkou úrovní osvětlení. V předchozí práci vědci stabilizovali a řídili optický frekvenční hřeben řízením indexu lomu materiálu nebo geometrie mikrodutiny, aby bylo dosaženo zpětné vazby v reálném čase, což způsobilo téměř rovnoměrné změny ve všech rezonančních režimech v mikrodutině současně. čas, postrádající schopnost samostatně ovládat frekvenci a opakování hřebenu. To značně omezuje použití hřebenu pro slabé osvětlení v praktických scénách přesné spektroskopie, mikrovlnných fotonů, optického určování vzdáleností atd.
K vyřešení tohoto problému výzkumný tým navrhl nový fyzikální mechanismus pro realizaci nezávislé regulace střední frekvence a opakovací frekvence hřebenu optické frekvence v reálném čase. Zavedením dvou různých metod řízení disperze mikrodutin může tým nezávisle řídit disperzi různých řádů mikrodutin, aby bylo dosaženo plné kontroly různých frekvencí zubů hřebenu optické frekvence. Tento mechanismus regulace disperze je univerzální pro různé integrované fotonické platformy, jako je nitrid křemíku a niobát lithný, které byly široce studovány.
Výzkumný tým použil čerpací laser a pomocný laser k nezávislému řízení prostorových režimů různých řádů mikrodutiny k realizaci adaptivní stability frekvence režimu čerpání a nezávislé regulace frekvence opakování hřebenu. Na základě optického hřebenu výzkumný tým prokázal rychlou, programovatelnou regulaci libovolných hřebenových frekvencí a aplikoval ji na přesné měření vlnové délky, demonstroval vlnoměr s přesností měření v řádu kilohertzů a schopností měřit více vlnových délek současně. Ve srovnání s výsledky předchozího výzkumu dosáhla přesnost měření dosažená výzkumným týmem o tři řády zlepšení.
Rekonfigurovatelné solitonové mikrohřebeny demonstrované v tomto výzkumu položily základ pro realizaci levných, čipových integrovaných optických frekvenčních standardů, které budou aplikovány v přesném měření, optických hodinách, spektroskopii a komunikaci.
Čas odeslání: 26. září 2023