Nyligen lärt sig från University of Science and Technology i Kina, föreslog universitetet i Guo Guangcans akademikerteam professor Dong Chunhua och samarbetspartner Zou Changling en universell mikrokavitetsspridningskontrollmekanism för att uppnå oberoende kontroll i realtid av det optiska frekvenskammens centrum frekvens och repetitionsfrekvens, och tillämpad på precisionsmätning av optisk våglängd, ökade våglängdsmätningsnoggrannheten till kilohertz (kHz).Resultaten publicerades i Nature Communications.
Soliton-mikrokammar baserade på optiska mikrohåligheter har väckt stort forskningsintresse inom områdena precisionsspektroskopi och optiska klockor.Men på grund av påverkan av miljö- och laserbrus och ytterligare icke-linjära effekter i mikrokaviteten, är stabiliteten hos solitonmikrokamben kraftigt begränsad, vilket blir ett stort hinder i den praktiska tillämpningen av lågljusnivåkammen.I tidigare arbete har forskarna stabiliserat och kontrollerat den optiska frekvenskammen genom att kontrollera brytningsindexet för materialet eller geometrin i mikrokaviteten för att uppnå realtidsåterkoppling, vilket orsakade nästan enhetliga förändringar i alla resonanslägen i mikrokaviteten på samma gång tid, saknar förmågan att självständigt kontrollera frekvensen och upprepningen av kammen.Detta begränsar kraftigt tillämpningen av lågljuskammen i de praktiska scenerna med precisionsspektroskopi, mikrovågsfotoner, optisk avståndsavstånd, etc.
För att lösa detta problem föreslog forskargruppen en ny fysisk mekanism för att realisera den oberoende realtidsregleringen av centrumfrekvensen och repetitionsfrekvensen för den optiska frekvenskammen.Genom att introducera två olika metoder för kontroll av mikrokavitetsspridning kan teamet självständigt kontrollera spridningen av olika sorters mikrokaviteter, för att uppnå full kontroll över olika tandfrekvenser hos optisk frekvenskam.Denna dispersionsregleringsmekanism är universell för olika integrerade fotoniska plattformar som kiselnitrid och litiumniobat, som har studerats brett.
Forskargruppen använde pumplasern och hjälplasern för att oberoende styra de rumsliga lägena i olika ordningar av mikrokaviteten för att realisera den adaptiva stabiliteten hos pumplägesfrekvensen och den oberoende regleringen av frekvenskamrepetitionsfrekvensen.Baserat på den optiska kammen demonstrerade forskargruppen snabb, programmerbar reglering av godtyckliga kamfrekvenser och tillämpade den på precisionsmätning av våglängd, vilket demonstrerade en vågmätare med en mätnoggrannhet i storleksordningen kilohertz och förmågan att mäta flera våglängder samtidigt.Jämfört med tidigare forskningsresultat har den mätnoggrannhet som forskargruppen uppnått nått tre förbättringar.
De omkonfigurerbara solitonmikrokammarna som visas i detta forskningsresultat lägger grunden för realiseringen av billiga, chipintegrerade optiska frekvensstandarder, som kommer att tillämpas inom precisionsmätning, optisk klocka, spektroskopi och kommunikation.
Posttid: 2023-09-26