Precizia măsurării lungimii de undă este de ordinul kiloherți

Învățat recent de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China, echipa de academicieni ai universității din Guo Guangcan, profesorul Dong Chunhua și colaboratorul Zou Changling au propus un mecanism universal de control al dispersiei micro-cavității, pentru a realiza controlul independent în timp real al centrului de pieptene de frecvență optică. frecvența și frecvența de repetiție și aplicată la măsurarea cu precizie a lungimii de undă optice, precizia măsurării lungimii de undă a crescut la kiloherți (kHz).Descoperirile au fost publicate în Nature Communications.
Micropieptenii Soliton bazați pe microcavități optice au atras un mare interes de cercetare în domeniile spectroscopiei de precizie și ceasurilor optice.Cu toate acestea, datorită influenței zgomotului de mediu și laser și a efectelor neliniare suplimentare în microcavitate, stabilitatea micropieptenului soliton este foarte limitată, ceea ce devine un obstacol major în aplicarea practică a pieptenului cu nivel scăzut de lumină.În lucrările anterioare, oamenii de știință au stabilizat și controlat pieptene de frecvență optică controlând indicele de refracție al materialului sau geometria microcavității pentru a obține un feedback în timp real, care a provocat modificări aproape uniforme în toate modurile de rezonanță din microcavitate în același timp. timp, lipsit de capacitatea de a controla independent frecvența și repetarea pieptenelor.Acest lucru limitează foarte mult aplicarea pieptenului de lumină scăzută în scenele practice de spectroscopie de precizie, fotoni cu microunde, distanță optică etc.

Pentru a rezolva această problemă, echipa de cercetare a propus un nou mecanism fizic pentru a realiza reglarea independentă în timp real a frecvenței centrale și a frecvenței de repetiție a pieptenului de frecvență optică.Prin introducerea a două metode diferite de control al dispersiei micro-cavității, echipa poate controla în mod independent dispersia diferitelor ordine de micro-cavități, astfel încât să obțină controlul deplin al diferitelor frecvențe dentare ale pieptenelor de frecvență optică.Acest mecanism de reglare a dispersiei este universal pentru diferite platforme fotonice integrate, cum ar fi nitrura de siliciu și niobatul de litiu, care au fost studiate pe scară largă.

Echipa de cercetare a folosit laserul de pompare și laserul auxiliar pentru a controla independent modurile spațiale ale diferitelor ordine ale microcavității pentru a realiza stabilitatea adaptivă a frecvenței modului de pompare și reglarea independentă a frecvenței de repetare a pieptenelor de frecvență.Pe baza pieptenului optic, echipa de cercetare a demonstrat reglarea rapidă, programabilă a frecvențelor arbitrare ale pieptenelor și a aplicat-o la măsurarea cu precizie a lungimii de undă, demonstrând un wavemetru cu o precizie de măsurare de ordinul kiloherți și capacitatea de a măsura mai multe lungimi de undă simultan.În comparație cu rezultatele cercetării anterioare, precizia măsurătorilor atinsă de echipa de cercetare a atins trei ordine de mărime.

Micropieptenele soliton reconfigurabile demonstrate în acest rezultat al cercetării pun bazele pentru realizarea unor standarde de frecvență optică integrate cu cip, cu costuri reduse, care vor fi aplicate în măsurarea de precizie, ceas optic, spectroscopie și comunicare.