Natančnost merjenja valovne dolžine je v kilohercih.

Nedavno sta akademika Univerze Guo Guangcan, profesor Dong Chunhua in sodelavec Zou Changling, predlagala univerzalni mehanizem za nadzor disperzije mikrovotlin, s katerim bi dosegli neodvisno nadzorovanje središčne frekvence optičnega frekvenčnega glavnika in frekvence ponovitve v realnem času, in ga uporabili za natančno merjenje optične valovne dolžine, s čimer so natančnost merjenja valovne dolžine povečali na kiloherce (kHz). Ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature Communications.
Solitonski mikroglavniki, ki temeljijo na optičnih mikrovotlinah, so pritegnili veliko raziskovalno zanimanje na področju precizne spektroskopije in optičnih ur. Vendar pa je zaradi vpliva okoljskega in laserskega šuma ter dodatnih nelinearnih učinkov v mikrovotlini stabilnost solitonskega mikroglavnika močno omejena, kar postane glavna ovira pri praktični uporabi glavnika pri nizki svetlobi. 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, brez možnosti neodvisnega nadzora frekvence in ponavljanja glavnika. To močno omejuje uporabo glavnika pri nizki svetlobi v praktičnih prizorih precizne spektroskopije, mikrovalovnih fotonov, optičnega merjenja razdalje itd.

Da bi rešili ta problem, je raziskovalna skupina predlagala nov fizikalni mehanizem za uresničitev neodvisne regulacije osrednje frekvence in frekvence ponavljanja optičnega frekvenčnega glavnika v realnem času. Z uvedbo dveh različnih metod za nadzor disperzije mikro votline lahko ekipa neodvisno nadzoruje disperzijo različnih redov mikro votline, s čimer doseže popoln nadzor nad različnimi frekvencami zob optičnega frekvenčnega glavnika. Ta mehanizem za regulacijo disperzije je univerzalen za različne integrirane fotonske platforme, kot sta silicijev nitrid in litijev niobat, ki so bile široko preučene.

Raziskovalna skupina je uporabila črpalni laser in pomožni laser za neodvisno krmiljenje prostorskih načinov različnih redov mikrovotline, da bi dosegla prilagodljivo stabilnost frekvence črpalnega načina in neodvisno regulacijo frekvence ponavljanja frekvenčnega glavnika. Na podlagi optičnega glavnika je raziskovalna skupina demonstrirala hitro, programabilno regulacijo poljubnih frekvenc glavnika in jo uporabila za natančno merjenje valovne dolžine, s čimer je predstavila valovomer z merilno natančnostjo reda velikosti kilohercev in zmožnostjo hkratnega merjenja več valovnih dolžin. V primerjavi s prejšnjimi raziskovalnimi rezultati se je merilna natančnost, ki jo je dosegla raziskovalna skupina, izboljšala za tri velikostne razrede.

Rekonfigurabilni solitonski mikroglavci, predstavljeni v tem raziskovalnem rezultatu, postavljajo temelje za realizacijo nizkocenovnih, v čip integriranih optičnih frekvenčnih standardov, ki se bodo uporabljali pri natančnih meritvah, optičnih urah, spektroskopiji in komunikaciji.