Наскоро научиха от Университета за наука и технологии на Китай, академичният екип на университета Guo Guangcan професор Dong Chunhua и сътрудникът Zou Changling предложиха универсален механизъм за контрол на дисперсията на микрокухините, за да се постигне независим контрол в реално време на оптичния честотен гребен център честота и честота на повторение и приложено към прецизното измерване на дължината на оптичната вълна, точността на измерване на дължината на вълната се увеличи до килохерца (kHz).Констатациите са публикувани в Nature Communications.
Солитоновите микрогребени, базирани на оптични микрокухини, привлякоха голям изследователски интерес в областта на прецизната спектроскопия и оптичните часовници.Въпреки това, поради влиянието на околната среда и лазерния шум и допълнителните нелинейни ефекти в микрокухината, стабилността на солитонния микрогребен е силно ограничена, което се превръща в основна пречка при практическото приложение на гребена с ниско ниво на светлина.В предишна работа учените стабилизираха и контролираха оптичния честотен гребен чрез контролиране на индекса на пречупване на материала или геометрията на микрокухината, за да постигнат обратна връзка в реално време, което предизвика почти еднакви промени във всички резонансни режими в микрокухината едновременно време, липса на възможност за самостоятелно контролиране на честотата и повторението на гребена.Това значително ограничава приложението на гребена за слаба светлина в практическите сцени на прецизна спектроскопия, микровълнови фотони, оптично определяне на обхвата и др.
За да разреши този проблем, изследователският екип предложи нов физически механизъм за реализиране на независимо регулиране в реално време на централната честота и честотата на повторение на оптичния честотен гребен.Чрез въвеждане на два различни метода за контрол на дисперсията на микро-кухините, екипът може независимо да контролира дисперсията на различни порядъци на микро-кухините, така че да постигне пълен контрол на различните зъбни честоти на оптичния честотен 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 изпомпващия лазер и спомагателния лазер, за да контролира независимо пространствените режими от различни порядки на микрокухината, за да реализира адаптивната стабилност на честотата на режима на изпомпване и независимото регулиране на честотата на повторение на честотния гребен.Въз основа на оптичния гребен, изследователският екип демонстрира бърза, програмируема регулация на произволни честоти на гребена и го приложи към прецизното измерване на дължината на вълната, демонстрирайки вълномер с точност на измерване от порядъка на килохерца и способността да измерва множество дължини на вълната едновременно.В сравнение с резултатите от предишни изследвания, точността на измерване, постигната от изследователския екип, е достигнала три порядъка подобрение.
Реконфигурируемите солитонни микрогребени, демонстрирани в този резултат от изследването, полагат основата за реализацията на евтини, интегрирани в чип оптични честотни стандарти, които ще се прилагат при прецизно измерване, оптичен часовник, спектроскопия и комуникация.
Време на публикуване: 26 септември 2023 г