Nedávno sa dozvedeli z Čínskej univerzity vedy a technológie, akademický tím univerzity Guo Guangcan, profesor Dong Chunhua a spolupracovník Zou Changling, navrhli univerzálny mechanizmus riadenia disperzie mikrodutín, aby sa dosiahlo nezávislé riadenie optického frekvenčného hrebeňového centra v reálnom čase. frekvencie a frekvencie opakovania a aplikovanej na presné meranie optickej vlnovej dĺžky sa presnosť merania vlnovej dĺžky zvýšila na kilohertz (kHz). Zistenia boli publikované v Nature Communications.
Mikrohrebene Soliton založené na optických mikrodutinách pritiahli veľký výskumný záujem v oblasti presnej spektroskopie a optických hodín. Avšak v dôsledku vplyvu environmentálneho a laserového šumu a dodatočných nelineárnych efektov v mikrodutine je stabilita solitónového mikrohrebeňa značne obmedzená, čo sa stáva hlavnou prekážkou pri praktickej aplikácii hrebeňa s nízkou úrovňou osvetlenia. V predchádzajúcej práci vedci stabilizovali a kontrolovali hrebeň s optickou frekvenciou riadením indexu lomu materiálu alebo geometrie mikrodutiny, aby sa dosiahla spätná väzba v reálnom čase, čo spôsobilo takmer rovnomerné zmeny vo všetkých rezonančných režimoch v mikrodutine súčasne. čas, chýbajúca schopnosť samostatne ovládať frekvenciu a opakovanie hrebeňa. To značne obmedzuje použitie hrebeňa pri slabom osvetlení v praktických scénach presnej spektroskopie, mikrovlnných fotónov, optického určovania vzdialenosti atď.
Na vyriešenie tohto problému výskumný tím navrhol nový fyzikálny mechanizmus na realizáciu nezávislej regulácie stredovej frekvencie a frekvencie opakovania hrebeňa optickej frekvencie v reálnom čase. Zavedením dvoch rôznych metód riadenia disperzie mikrodutín môže tím nezávisle riadiť disperziu rôznych rádov mikrodutín, aby sa dosiahla úplná kontrola rôznych frekvencií zubov hrebeňa s optickou frekvenciou. Tento mechanizmus regulácie disperzie je univerzálny pre rôzne integrované fotonické platformy, ako je nitrid kremíka a niobát lítny, ktoré boli široko študované.
Výskumný tím použil čerpací laser a pomocný laser na nezávislé riadenie priestorových režimov rôznych rádov mikrodutiny, aby sa realizovala adaptívna stabilita frekvencie režimu čerpania a nezávislá regulácia frekvencie opakovania hrebeňa. Na základe optického hrebeňa výskumný tím demonštroval rýchlu, programovateľnú reguláciu ľubovoľných hrebeňových frekvencií a aplikoval ju na presné meranie vlnovej dĺžky, demonštroval vlnomer s presnosťou merania rádovo kilohertz a schopnosťou merať viacero vlnových dĺžok súčasne. V porovnaní s predchádzajúcimi výsledkami výskumu dosiahla presnosť merania dosiahnutá výskumným tímom zlepšenie o tri rády.
Rekonfigurovateľné solitónové mikrohrebene demonštrované v tomto výskumnom výsledku položili základ pre realizáciu lacných, čipových integrovaných optických frekvenčných štandardov, ktoré budú aplikované v presnom meraní, optických hodinách, spektroskopii a komunikácii.
Čas odoslania: 26. septembra 2023