Recently learned from the University of Science and Technology of China, the university of Guo Guangcan academician team Professor Dong Chunhua and collaborator Zou Changling proposed a universal micro-cavity dispersion control mechanism, to achieve the real-time independent control of the optical frequency comb center frequency and repetition frequency, and applied to the precision measurement of optical wavelength, the wavelength measurement accuracy increased to Kilohertz (KHZ). De bevindingen werden gepubliceerd in Nature Communications.
Soliton -microcombs op basis van optische microwonden hebben grote onderzoeksinteresse getrokken op de gebieden van precisiespectroscopie en optische klokken. Vanwege de invloed van omgevings- en laserruis en aanvullende niet -lineaire effecten in de microcaviteit, is de stabiliteit van de soliton -microcomb echter sterk beperkt, wat een belangrijk obstakel wordt bij de praktische toepassing van de kam met weinig licht niveau. In eerder werk stabiliseerden en beheersten de wetenschappers de optische frequentiekam door de brekingsindex van het materiaal of de geometrie van de microcaviteit te regelen om realtime feedback te bereiken, die bijna-uniforme veranderingen veroorzaakten in alle resonantiemodi in de microciteit op hetzelfde tijdstip, ontbreekt aan het vermogen om de frequentie en repetition van de kam te regelen. Dit beperkt de toepassing van de kam met weinig licht in de praktische scènes van precisiespectroscopie, magnetronfotonen, optisch variërend, enz.
Om dit probleem op te lossen, stelde het onderzoeksteam een nieuw fysiek mechanisme voor om de onafhankelijke realtime regulatie van de middenfrequentie en de herhalingsfrequentie van de optische frequentiekam te realiseren. Door twee verschillende methoden voor dispersiebesturingsbeheersing van de microholten te introduceren, kan het team onafhankelijk de dispersie van verschillende orden van micro-haatheid regelen, om volledige controle van verschillende tandfrequenties van optische frequentiekam te bereiken. Dit dispersieregulatiemechanisme is universeel aan verschillende geïntegreerde fotonische platforms zoals siliciumnitride en lithiumniobaat, die op grote schaal zijn bestudeerd.
Het onderzoeksteam gebruikte de pomplaser en de extra laser om de ruimtelijke modi van verschillende orden van de microcaviteit onafhankelijk te regelen om de adaptieve stabiliteit van de frequentie van de pompmodus en de onafhankelijke regulatie van de frequentiekamherhalingsfrequentie te realiseren. Op basis van de optische kam vertoonde het onderzoeksteam snel, programmeerbare regulatie van willekeurige kammenfrequenties en toegepast op de precisiemeting van golflengte, die een wavemeter aantoont met een meetnauwkeurigheid van de volgorde van Kilohertz en de mogelijkheid om meerdere golflengten gelijktijdig te meten. In vergelijking met de eerdere onderzoeksresultaten heeft de door het onderzoeksteam van het onderzoeksteam drie orden van grootte -verbetering van het onderzoeksteam bereikt.
De herconfigureerbare soliton-microcombs die in dit onderzoeksresultaat zijn aangetoond, legden de basis voor de realisatie van goedkope, chip geïntegreerde optische frequentienormen, die zullen worden toegepast bij precisiemeting, optische klok, spectroscopie en communicatie.
Posttijd: 26-2023