Een optische frequentiekam is een spectrum dat bestaat uit een reeks gelijkmatig verdeelde frequentiecomponenten op het spectrum, die kunnen worden gegenereerd door mode-locked lasers, resonatoren ofelektro-optische modulatoren.Optische frequentiekammen gegenereerd doorelektro-optische modulatorenhebben de kenmerken van een hoge herhalingsfrequentie, interne interdroging en hoog vermogen, enz., die veel worden gebruikt bij instrumentkalibratie, spectroscopie of fundamentele natuurkunde, en die de afgelopen jaren steeds meer belangstelling van onderzoekers hebben getrokken.
Onlangs publiceerden Alexandre Parriaux en anderen van de Universiteit van Burgendi in Frankrijk een overzichtsartikel in het tijdschrift Advances in Optics and Photonics, waarin systematisch de nieuwste onderzoeksvoortgang en toepassing van optische frequentiekammen werden geïntroduceerd die worden gegenereerd doorelektro-optische modulatie: Het omvat de introductie van optische frequentiekam, de methode en kenmerken van optische frequentiekam gegenereerd doorelektro-optische modulator, en somt ten slotte de toepassingsscenario's op vanelektro-optische modulatoroptische frequentiekam in detail, inclusief de toepassing van precisiespectrum, dubbele optische kaminterferentie, instrumentkalibratie en het genereren van willekeurige golfvormen, en bespreekt het principe achter verschillende toepassingen.Ten slotte geeft de auteur het vooruitzicht op elektro-optische modulator optische frequentiekamtechnologie.
01 Achtergrond
Deze maand is het 60 jaar geleden dat Dr. Maiman de eerste robijnlaser uitvond.Vier jaar later waren Hargrove, Fock en Pollack van Bell Laboratories in de Verenigde Staten de eersten die de actieve mode-locking rapporteerden die werd bereikt in helium-neonlasers; het mode-locking laserspectrum in het tijdsdomein wordt weergegeven als een pulsemissie, in het frequentiedomein bevindt zich een reeks discrete en op gelijke afstanden gelegen korte lijnen, die sterk lijken op ons dagelijks gebruik van kammen, daarom noemen we dit spectrum “optische frequentiekam”.Ook wel “optische frequentiekam” genoemd.
Vanwege het goede toepassingsperspectief van optische kam werd in 2005 de Nobelprijs voor de Natuurkunde toegekend aan Hansch en Hall, die baanbrekend werk verrichtten op het gebied van optische kamtechnologie. Sindsdien heeft de ontwikkeling van optische kam een nieuwe fase bereikt.Omdat verschillende toepassingen verschillende eisen stellen aan optische kammen, zoals vermogen, lijnafstand en centrale golflengte, heeft dit geleid tot de noodzaak om verschillende experimentele middelen te gebruiken om optische kammen te genereren, zoals mode-locked lasers, microresonatoren en elektro-optische kammen. modulator.
AFB.1 Tijddomeinspectrum en frequentiedomeinspectrum van optische frequentiekam
Beeldbron: Elektro-optische frequentiekammen
Sinds de ontdekking van optische frequentiekammen zijn de meeste optische frequentiekammen geproduceerd met behulp van mode-locked lasers.Bij mode-locked lasers wordt een holte met een retourtijd van τ gebruikt om de faserelatie tussen longitudinale modi vast te leggen, om zo de herhalingssnelheid van de laser te bepalen, die over het algemeen kan variëren van megahertz (MHz) tot gigahertz ( GHz).
De door de microresonator gegenereerde optische frequentiekam is gebaseerd op niet-lineaire effecten en de retourtijd wordt bepaald door de lengte van de microholte, omdat de lengte van de microholte over het algemeen minder dan 1 mm bedraagt, de optische frequentie kam gegenereerd door de microholte is over het algemeen 10 gigahertz tot 1 terahertz.Er zijn drie veel voorkomende soorten microholtes: microtubuli, microsferen en microringen.Door niet-lineaire effecten in optische vezels te gebruiken, zoals Brillouin-verstrooiing of viergolfmenging, gecombineerd met microholtes, kunnen optische frequentiekammen in het bereik van tientallen nanometers worden geproduceerd.Bovendien kunnen optische frequentiekammen ook worden gegenereerd door gebruik te maken van enkele akoestisch-optische modulatoren.
Posttijd: 18 december 2023