En optisk frekvenskam är ett spektrum som består av en serie jämnt fördelade frekvenskomponenter på spektrumet, vilka kan genereras av modlåsta lasrar, resonatorer ellerelektrooptiska modulatorerOptiska frekvenskammar genererade avelektrooptiska modulatorerhar egenskaper som hög repetitionsfrekvens, intern intertorkning och hög effekt, etc., vilka används i stor utsträckning inom instrumentkalibrering, spektroskopi eller grundläggande fysik, och har väckt fler och fler forskares intresse de senaste åren.
Nyligen publicerade Alexandre Parriaux och andra från universitetet i Burgendi i Frankrike en översiktsartikel i tidskriften Advances in Optics and Photonics, där de systematiskt presenterar de senaste forskningsframstegen och tillämpningarna av optiska frekvenskammar genererade avelektrooptisk moduleringDen omfattar introduktionen av en optisk frekvenskam, metoden och egenskaperna hos den optiska frekvenskam som genereras avelektrooptisk modulator, och räknar slutligen upp tillämpningsscenarierna förelektrooptisk modulatoroptisk frekvenskam i detalj, inklusive tillämpning av precisionsspektrum, dubbel optisk kaminterferens, instrumentkalibrering och godtycklig vågformsgenerering, och diskuterar principen bakom olika tillämpningar. Slutligen ger författaren möjligheten till elektrooptisk modulatorteknik med optisk frekvenskam.
01 Bakgrund
Det var 60 år sedan denna månad som Dr. Maiman uppfann den första rubinlasern. Fyra år senare var Hargrove, Fock och Pollack från Bell Laboratories i USA de första att rapportera den aktiva modlåsning som uppnåddes i helium-neonlasrar. Modlåsningslaserspektrumet i tidsdomänen representeras som en pulsemission, i frekvensdomänen finns en serie diskreta och lika långt ifrån varandra belägna korta linjer, mycket likt vår dagliga användning av kammar, så vi kallar detta spektrum för "optisk frekvenskam". Kallas även för "optisk frekvenskam".
På grund av de goda tillämpningsmöjligheterna för optiska kammar tilldelades Nobelpriset i fysik 2005 till Hansch och Hall, som gjorde banbrytande arbeten inom optisk kamteknik. Sedan dess har utvecklingen av optiska kammar nått ett nytt skede. Eftersom olika tillämpningar har olika krav på optiska kammar, såsom effekt, linjeavstånd och central våglängd, har detta lett till behovet av att använda olika experimentella metoder för att generera optiska kammar, såsom modlåsta lasrar, mikroresonatorer och elektrooptiska modulatorer.
FIG. 1 Tidsdomänspektrum och frekvensdomänspektrum för optisk frekvenskam
Bildkälla: Elektrooptiska frekvenskammar
Sedan upptäckten av optiska frekvenskammar har de flesta optiska frekvenskammar producerats med hjälp av modlåsta lasrar. I modlåsta lasrar används en kavitet med en tur- och returtid på τ för att fixera fasförhållandet mellan longitudinella moder, för att bestämma laserns repetitionshastighet, som generellt kan vara från megahertz (MHz) till gigahertz (GHz).
Den optiska frekvenskammen som genereras av mikroresonatorn är baserad på icke-linjära effekter, och tur- och returtiden bestäms av mikrokavitetens längd. Eftersom mikrokavitetens längd i allmänhet är mindre än 1 mm är den optiska frekvenskammen som genereras av mikrokaviteten i allmänhet 10 gigahertz till 1 terahertz. Det finns tre vanliga typer av mikrokaviteter: mikrotubuli, mikrosfärer och mikroringar. Med hjälp av icke-linjära effekter i optiska fibrer, såsom Brillouinspridning eller fyrvågsblandning, i kombination med mikrokaviteter, kan optiska frekvenskammar i tiotals nanometerområdet produceras. Dessutom kan optiska frekvenskammar också genereras med hjälp av vissa akustooptiska modulatorer.
Publiceringstid: 18 december 2023