Pred kratkim so izvedeli s Kitajske univerze za znanost in tehnologijo, profesor Dong Chunhua in sodelavec Zou Changling sta akademski tim univerze Guo Guangcan predlagala univerzalni mehanizem za nadzor disperzije mikro votlin, da bi dosegli neodvisen nadzor središča optične frekvence v realnem času. frekvenco in frekvenco ponavljanja ter uporabi za natančno merjenje optične valovne dolžine, se je natančnost merjenja valovne dolžine povečala na kiloherce (kHz). Ugotovitve so bile objavljene v Nature Communications.
Soliton mikroglavniki, ki temeljijo na optičnih mikrovotlinah, so pritegnili veliko raziskovalnega zanimanja na področjih natančne spektroskopije in optičnih ur. Vendar pa je zaradi vpliva okoljskega in laserskega hrupa ter dodatnih nelinearnih učinkov v mikrovotlini stabilnost solitonskega mikroglavnika močno omejena, kar postane velika ovira pri praktični uporabi glavnika z nizko stopnjo svetlobe. V prejšnjem delu so znanstveniki stabilizirali in nadzorovali optični frekvenčni glavnik z nadzorom lomnega količnika materiala ali geometrije mikrovotline, da bi dosegli povratno informacijo v realnem času, kar je povzročilo skoraj enakomerne spremembe v vseh resonančnih načinih v mikrovotlini hkrati. čas, pomanjkanje sposobnosti samostojnega nadzora frekvence in ponavljanja glavnika. To močno omejuje uporabo glavnika pri šibki svetlobi v praktičnih prizorih natančne spektroskopije, mikrovalovnih fotonov, optičnega določanja razdalje itd.
Da bi rešili ta problem, je raziskovalna skupina predlagala nov fizični mehanizem za realizacijo neodvisne realnočasovne regulacije osrednje frekvence in frekvence ponavljanja optičnega frekvenčnega glavnika. Z uvedbo dveh različnih metod nadzora disperzije mikro-votlin lahko skupina neodvisno nadzoruje disperzijo različnih vrst mikro-votlin, tako da doseže popoln nadzor različnih frekvenc zob optičnega frekvenčnega glavnika. Ta mehanizem za regulacijo disperzije je univerzalen za različne integrirane fotonske platforme, kot sta silicijev nitrid in litijev niobat, ki sta bili obsežno raziskani.
Raziskovalna skupina je uporabila črpalni laser in pomožni laser za neodvisno krmiljenje prostorskih načinov različnih redov mikrokavite, da bi uresničila prilagodljivo stabilnost frekvence načina črpanja in neodvisno regulacijo frekvence ponavljanja glavnika frekvence. Na podlagi optičnega glavnika je raziskovalna skupina pokazala hitro, programabilno regulacijo poljubnih frekvenc glavnika in jo uporabila za natančno merjenje valovne dolžine, pri čemer je prikazala merilnik valov z merilno natančnostjo reda kilohercev in zmožnostjo merjenja več valovnih dolžin hkrati. V primerjavi s prejšnjimi rezultati raziskave je merilna natančnost, ki jo je dosegla raziskovalna skupina, dosegla izboljšanje za tri stopnje velikosti.
Rekonfigurabilni solitonski mikroglavniki, prikazani v tem rezultatu raziskave, postavljajo temelje za uresničitev nizkocenovnih optičnih frekvenčnih standardov, integriranih v čip, ki se bodo uporabljali pri natančnem merjenju, optični uri, spektroskopiji in komunikaciji.
Čas objave: 26. september 2023