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). Ugotovitve so bile objavljene v Nature Communications.
Soliton Microcombs, ki temeljijo na optičnih mikrokavitostih, so pritegnile veliko raziskovalnega zanimanja za področja natančne spektroskopije in optičnih ur. Vendar je zaradi vpliva okoljskega in laserskega hrupa ter dodatnih nelinearnih učinkov mikrokavitosti stabilnost mikrokomb Soliton močno omejena, kar postane glavna ovira pri praktični uporabi glavnega nivoja nizke svetlobe. V prejšnjem delu so znanstveniki stabilizirali in nadzirali glavnik optične frekvence z nadzorom refrakcijskega indeksa materiala ali geometrije mikrokavitosti, da bi dosegli povratne informacije v realnem času, kar je povzročilo skoraj enotne spremembe vseh resonančnih načinov v mikrokavitaciji istočasno, pri čemer ni bilo mogoče neodvisno nadzorovati pogostosti in ponavljanja. To močno omejuje uporabo glavnice slabe svetlobe v praktičnih prizorih natančne spektroskopije, mikrovalovnih fotonov, optičnega razpona itd.
Za rešitev tega problema je raziskovalna skupina predlagala nov fizični mehanizem za uresničitev neodvisne regulacije frekvence v realnem času in frekvence ponavljanja glavnice optične frekvence. Z uvedbo dveh različnih metod disperzijskega nadzora mikro-kavity lahko ekipa neodvisno nadzoruje razpršenost različnih vrst mikro-kavitosti, tako da doseže popoln nadzor nad različnimi zobnimi frekvencami optičnega frekvenčnega glavnika. Ta mehanizem za disperzijsko regulacijo je univerzalen za različne integrirane fotonske platforme, kot sta silicijev nitrid in litijev niobat, ki so bili široko preučeni.
Raziskovalna skupina je uporabila črpalski laser in pomožni laser, da je neodvisno nadzorovala prostorske načine različnih vrst mikrokavitosti, da bi uresničila prilagodljivo stabilnost frekvence črpalnega načina in neodvisno regulacijo frekvence frekvenčnega ponavljanja frekvence. Na podlagi optičnega glavnika je raziskovalna skupina pokazala hitro, programirljivo regulacijo poljubnih glavnih frekvenc in jo uporabila pri natančno merjenju valovne dolžine, pri čemer je pokazala valovira z merilno natančnostjo vrstnega reda kilohertza in sposobnost merjenja več valovnih dolžin hkrati. V primerjavi s prejšnjimi rezultati raziskav je natančnost merjenja, ki jo je dosegla raziskovalna skupina, dosegla tri zaporedje izboljšanja.
Rekonfigurabilne soliton mikrokombe, prikazane v tej raziskavi, postavljajo temelj za realizacijo nizkocenovnih, čip integriranih optičnih frekvenčnih standardov, ki bodo uporabljeni pri natančnosti, optični uri, spektroskopiji in komunikaciji.
Čas objave: september-26-2023