Ketepatan ukuran panjang gelombang adalah dalam susunan kilohertz

Baru-baru ini dipelajari dari Universiti Sains dan Teknologi China, pasukan akademik universiti Guo Guangcan Profesor Dong Chunhua dan kolaborator Zou Changling mencadangkan mekanisme kawalan serakan rongga mikro sejagat, untuk mencapai kawalan bebas masa nyata pusat sikat frekuensi optik kekerapan dan kekerapan pengulangan, dan digunakan untuk pengukuran ketepatan panjang gelombang optik, ketepatan pengukuran panjang gelombang meningkat kepada kilohertz (kHz).Penemuan itu diterbitkan dalam Nature Communications.
Microcombs Soliton berdasarkan mikrokaviti optik telah menarik minat penyelidikan yang besar dalam bidang spektroskopi ketepatan dan jam optik.Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pengaruh bunyi alam sekitar dan laser dan kesan tak linear tambahan dalam rongga mikro, kestabilan mikrocomb soliton sangat terhad, yang menjadi halangan utama dalam aplikasi praktikal sikat aras cahaya rendah.Dalam kerja sebelumnya, para saintis menstabilkan dan mengawal sikat frekuensi optik dengan mengawal indeks biasan bahan atau geometri mikrokaviti untuk mencapai maklum balas masa nyata, yang menyebabkan perubahan hampir seragam dalam semua mod resonans dalam rongga mikro pada masa yang sama. masa, tidak mempunyai keupayaan untuk mengawal kekerapan dan pengulangan sikat secara bebas.Ini sangat mengehadkan penggunaan sikat cahaya rendah dalam adegan praktikal spektroskopi ketepatan, foton gelombang mikro, julat optik, dsb.

Untuk menyelesaikan masalah ini, pasukan penyelidik mencadangkan mekanisme fizikal baharu untuk merealisasikan peraturan masa nyata bebas bagi frekuensi tengah dan kekerapan pengulangan sikat frekuensi optik.Dengan memperkenalkan dua kaedah kawalan penyebaran rongga mikro yang berbeza, pasukan itu boleh mengawal secara bebas serakan susunan rongga mikro yang berbeza, untuk mencapai kawalan penuh ke atas frekuensi gigi yang berbeza bagi sikat frekuensi optik.Mekanisme peraturan penyebaran ini adalah universal kepada platform fotonik bersepadu yang berbeza seperti silikon nitrida dan litium niobate, yang telah dikaji secara meluas.

Pasukan penyelidik menggunakan laser pengepaman dan laser tambahan untuk mengawal secara bebas mod spatial susunan mikro rongga yang berbeza untuk merealisasikan kestabilan penyesuaian frekuensi mod pengepaman dan peraturan bebas frekuensi pengulangan sikat frekuensi.Berdasarkan sikat optik, pasukan penyelidik menunjukkan peraturan frekuensi sikat sewenang-wenang yang pantas dan boleh diprogramkan dan menggunakannya pada ukuran ketepatan panjang gelombang, menunjukkan meter gelombang dengan ketepatan pengukuran tertib kilohertz dan keupayaan untuk mengukur berbilang panjang gelombang secara serentak.Berbanding dengan hasil penyelidikan sebelumnya, ketepatan pengukuran yang dicapai oleh pasukan penyelidik telah mencapai tiga urutan peningkatan magnitud.

Microcomb soliton boleh dikonfigurasikan semula yang ditunjukkan dalam hasil penyelidikan ini meletakkan asas untuk merealisasikan piawaian frekuensi optik bersepadu kos rendah, yang akan digunakan dalam pengukuran ketepatan, jam optik, spektroskopi dan komunikasi.