Un pieptene de frecvență optic este un spectru compus dintr-o serie de componente de frecvență distanțate uniform pe spectru, care pot fi generate de lasere cu mod blocat, rezonatoare saumodulatoare electro-opticePiepteni de frecvență optică generați demodulatoare electro-opticeau caracteristici de frecvență de repetiție ridicată, uscare internă și putere mare etc., care sunt utilizate pe scară largă în calibrarea instrumentelor, spectroscopie sau fizica fundamentală și au atras tot mai mult interesul cercetătorilor în ultimii ani.
Recent, Alexandre Parriaux și alții de la Universitatea din Burgendi, Franța, au publicat o lucrare de sinteză în revista Advances in Optics and Photonics, prezentând sistematic cele mai recente progrese în cercetare și aplicații ale pieptenilor de frecvență optică generați demodulație electro-opticăInclude introducerea pieptenului de frecvență optic, metoda și caracteristicile pieptenului de frecvență optic generat demodulator electro-opticși, în final, enumeră scenariile de aplicare alemodulator electro-opticpieptenele optic de frecvență sunt detaliate, inclusiv aplicarea spectrului de precizie, interferența pieptenelor optic duble, calibrarea instrumentelor și generarea arbitrară a formelor de undă și discută principiul din spatele diferitelor aplicații. În cele din urmă, autorul oferă perspectiva tehnologiei pieptenelor optic de frecvență cu modulator electro-optic.
01 Fundal
Acum 60 de ani, în această lună, Dr. Maiman a inventat primul laser cu rubin. Patru ani mai târziu, Hargrove, Fock și Pollack de la Laboratoarele Bell din Statele Unite au fost primii care au raportat blocarea activă a modurilor obținută în laserele heliu-neon. Spectrul laserului de blocare a modurilor în domeniul timpului este reprezentat ca o emisie de impulsuri, în domeniul frecvenței este o serie de linii scurte discrete și echidistante, foarte similare cu utilizarea zilnică a pieptenilor, așa că numim acest spectru „pieptene optic de frecvență”. Denumit „pieptene optic de frecvență”.
Datorită perspectivelor bune de aplicare ale pieptenilor optici, Premiul Nobel pentru Fizică din 2005 a fost acordat lui Hansch și Hall, care au realizat lucrări de pionierat în domeniul tehnologiei pieptenilor optici. De atunci, dezvoltarea pieptenilor optici a atins o nouă etapă. Deoarece diferite aplicații au cerințe diferite pentru pieptenii optici, cum ar fi puterea, spațierea liniilor și lungimea de undă centrală, acest lucru a dus la necesitatea utilizării diferitelor mijloace experimentale pentru generarea pieptenilor optici, cum ar fi laserele cu mod blocat, micro-rezonatoarele și modulatorul electro-optic.
FIG. 1 Spectrul din domeniul timpului și spectrul din domeniul frecvenței al pieptenului de frecvență optic
Sursa imaginii: Piepteni de frecvență electro-optic
De la descoperirea pieptenilor de frecvență optică, majoritatea pieptenilor de frecvență optică au fost produși folosind lasere cu mod blocat. În cazul laserelor cu mod blocat, o cavitate cu un timp de parcurgere dus-întors de τ este utilizată pentru a fixa relația de fază dintre modurile longitudinale, astfel încât să se determine rata de repetiție a laserului, care poate fi în general de la megaherți (MHz) la gigaherți (GHz).
Pieptenele de frecvență optică generat de micro-rezonator se bazează pe efecte neliniare, iar timpul de rotație dus-întors este determinat de lungimea micro-cavității. Deoarece lungimea micro-cavității este în general mai mică de 1 mm, pieptenele de frecvență optică generat de micro-cavitate sunt în general de 10 gigaherți până la 1 teraherț. Există trei tipuri comune de microcavități: microtubuli, microsfere și microinele. Folosind efecte neliniare în fibrele optice, cum ar fi împrăștierea Brillouin sau amestecarea în patru unde, combinate cu microcavități, se pot produce piepteni de frecvență optică în intervalul zecilor de nanometri. În plus, pieptenii de frecvență optică pot fi generați și prin utilizarea unor modulatori acusto-optici.
Data publicării: 18 decembrie 2023