Recently learned from the University of Science and Technology of China, the university of Guo Guangcan academician team Professor Dong Chunhua and collaborator Zou Changling proposed a universal micro-cavity dispersion control mechanism, to achieve the real-time independent control of the optical frequency comb center frequency and repetition frequency, and applied to the precision measurement of optical wavelength, the wavelength measurement accuracy increased to kilohertz (KHZ). Констатациите бяха публикувани в Nature Communications.
Микрокомби на Soliton, базирани на оптични микрокави, привлече голям изследователски интерес в областта на прецизната спектроскопия и оптичните часовници. Въпреки това, поради влиянието на екологичния и лазерния шум и допълнителните нелинейни ефекти в микрокавитата, стабилността на микрокомбите на Soliton е значително ограничена, което се превръща в основна пречка в практическото приложение на гребена на ниско ниво на светлина. В предишната работа учените стабилизираха и контролираха гребената на оптичната честота, като контролираха коефициента на пречупване на материала или геометрията на микрокавитата за постигане на обратна връзка в реално време, което предизвика почти униформени промени във всички резонансни режими в микрокавичността в същото време, като в същото време се липсва на способността да контролира независимо честотата и повторението на гребена. Това значително ограничава прилагането на гребен с ниска осветеност в практическите сцени на прецизна спектроскопия, микровълнови фотони, оптичен диапазон и др.
За да разреши този проблем, изследователският екип предложи нов физически механизъм за реализиране на независимото регулиране в реално време на централната честота и честотата на повторение на гребената на оптичната честота. Чрез въвеждане на два различни метода за контрол на дисперсията на микропрохлада, екипът може независимо да контролира дисперсията на различни порядъци на микро-кухина, така че да постигне пълен контрол на различните честоти на зъбите на оптичната честотна гребен. Този механизъм за регулиране на дисперсията е универсален за различни интегрирани фотонни платформи като силициев нитрид и литиев ниобат, които са широко проучени.
Изследователският екип използва помпения лазер и спомагателния лазер, за да контролира независимо пространствените режими на различни порядъци на микрокавитата, за да реализира адаптивната стабилност на честотата на помпата и независимото регулиране на честотата на повторение на честотния гребен. Въз основа на оптичния гребен, изследователският екип демонстрира бързо, програмируемо регулиране на произволни гребени честоти и го приложи към прецизното измерване на дължината на вълната, демонстрирайки вълнообразно средство с точност на измерване на реда на килохърт и способността да се измерват множество дължини на вълната едновременно. В сравнение с предишните резултати от изследванията, точността на измерване, постигната от изследователския екип, достигна три порядъка на подобряване на величината.
Реконфигурируемите микрокомби на Soliton, демонстрирани в този резултат от изследването, поставят основата за реализиране на нискотарифни, чип интегрирани стандарти за оптична честота, които ще се прилагат при прецизно измерване, оптичен часовник, спектроскопия и комуникация.
Време за публикация: септември-26-2023