Kaj je elektrooptični modulatorski optični frekvenčni glavnik? Prvi del

Optični frekvenčni glavnik je spekter, sestavljen iz niza enakomerno razporejenih frekvenčnih komponent v spektru, ki jih lahko ustvarijo načinno zaklenjeni laserji, resonatorji alielektrooptični modulatorji. Optični frekvenčni glavniki, ki jih je ustvarilelektrooptični modulatorjiimajo značilnosti visoke frekvence ponavljanja, notranjega vmesnega sušenja in velike moči itd., ki se pogosto uporabljajo pri kalibraciji instrumentov, spektroskopiji ali osnovni fiziki in so v zadnjih letih pritegnili vse več zanimanja raziskovalcev.

Pred kratkim sta Alexandre Parriaux in drugi z univerze v Burgendiju v Franciji objavila pregledni članek v reviji Advances in Optics and Photonics, ki sistematično predstavlja najnovejši raziskovalni napredek in uporabo optičnih frekvenčnih glavnikov, ki jih je ustvarilelektrooptična modulacija: Vključuje uvedbo optičnega frekvenčnega glavnika, metode in značilnosti optičnega frekvenčnega glavnika, ki ga ustvarielektrooptični modulatorin na koncu našteje scenarije uporabeelektrooptični modulatorpodrobno o optičnem frekvenčnem glavniku, vključno z uporabo natančnega spektra, motnjami z dvojnim optičnim glavnikom, kalibracijo instrumenta in poljubnim ustvarjanjem valov, ter razpravlja o načelu, ki stoji za različnimi aplikacijami. Nazadnje avtor podaja možnost tehnologije optičnega frekvenčnega glavnika elektrooptičnega modulatorja.

01 Ozadje

Ta mesec je bilo pred 60 leti, ko je dr. Maiman izumil prvi rubinski laser. Štiri leta kasneje so Hargrove, Fock in Pollack iz Bell Laboratories v Združenih državah prvi poročali o aktivnem zaklepanju načina, doseženem v helij-neonskih laserjih, laserski spekter z zaklepanjem načina v časovni domeni je predstavljen kot impulzna emisija, v frekvenčni domeni je vrsta diskretnih in enako oddaljenih kratkih črt, zelo podobnih naši vsakodnevni uporabi glavnikov, zato ta spekter imenujemo "optični frekvenčni glavnik". Imenuje se "optični frekvenčni glavnik".

Zaradi dobre možnosti uporabe optičnega glavnika sta Nobelovo nagrado za fiziko leta 2005 prejela Hansch in Hall, ki sta opravila pionirsko delo na področju tehnologije optičnega glavnika, od takrat pa je razvoj optičnega glavnika dosegel novo stopnjo. Ker imajo različne aplikacije različne zahteve za optične glavnike, kot so moč, razmik med vrsticami in osrednja valovna dolžina, je to privedlo do potrebe po uporabi različnih eksperimentalnih sredstev za ustvarjanje optičnih glavnikov, kot so načinno zaklenjeni laserji, mikroresonatorji in elektrooptični modulator.

FIG. 1 Spekter časovne domene in spekter frekvenčne domene optičnega frekvenčnega glavnika
Vir slike: Elektro-optični frekvenčni glavniki

Od odkritja optičnih frekvenčnih glavnikov je bila večina optičnih frekvenčnih glavnikov izdelana z laserji z zaklenjenim načinom. V laserjih z zaklenjenim načinom se vdolbina s časom kroženja τ uporablja za fiksiranje faznega razmerja med longitudinalnima načinoma, da se določi hitrost ponavljanja laserja, ki je lahko na splošno od megahercev (MHz) do gigahercev ( GHz).

Optični frekvenčni glavnik, ki ga ustvari mikroresonator, temelji na nelinearnih učinkih, čas kroženja pa je določen z dolžino mikro votline, ker je dolžina mikro votline na splošno manjša od 1 mm, optična frekvenca glavnik, ki ga ustvari mikro votlina, je običajno 10 gigahercev do 1 terahercev. Obstajajo tri običajne vrste mikrokavitacij, mikrotubulov, mikrokroglic in mikroobročev. Z uporabo nelinearnih učinkov v optičnih vlaknih, kot je Brillouinovo sipanje ali štirivalovno mešanje, v kombinaciji z mikrokavitetami, je mogoče izdelati optične frekvenčne glavnike v območju deset nanometrov. Poleg tega je mogoče optične frekvenčne glavnike ustvariti tudi z uporabo nekaterih akustično-optičnih modulatorjev.