A precisão da medição do comprimento de onda é da ordem de quilohertz

Recentemente aprendido com a Universidade de Ciência e Tecnologia da China, a equipe acadêmica da Universidade de Guo Guangcan, Professor Dong Chunhua e o colaborador Zou Changling, propuseram um mecanismo universal de controle de dispersão de microcavidades, para alcançar o controle independente em tempo real do centro de pente de frequência óptica frequência e frequência de repetição, e aplicada à medição de precisão do comprimento de onda óptico, a precisão da medição do comprimento de onda aumentou para quilohertz (kHz).As descobertas foram publicadas na Nature Communications.
Microcombs Soliton baseados em microcavidades ópticas têm atraído grande interesse de pesquisa nas áreas de espectroscopia de precisão e relógios ópticos.No entanto, devido à influência do ruído ambiental e do laser e aos efeitos não lineares adicionais na microcavidade, a estabilidade do microcomb soliton é bastante limitada, o que se torna um grande obstáculo na aplicação prática do pente com baixo nível de luz.Em trabalhos anteriores, os cientistas estabilizaram e controlaram o pente de frequência óptica controlando o índice de refração do material ou a geometria da microcavidade para obter feedback em tempo real, o que causou mudanças quase uniformes em todos os modos de ressonância na microcavidade ao mesmo tempo. tempo, sem a capacidade de controlar de forma independente a frequência e a repetição do pente.Isso limita muito a aplicação do pente de baixa luminosidade nas cenas práticas de espectroscopia de precisão, fótons de micro-ondas, alcance óptico, etc.

Para resolver este problema, a equipe de pesquisa propôs um novo mecanismo físico para realizar a regulação independente em tempo real da frequência central e da frequência de repetição do pente de frequência óptica.Ao introduzir dois métodos diferentes de controle de dispersão de microcavidades, a equipe pode controlar de forma independente a dispersão de diferentes ordens de microcavidades, de modo a obter controle total de diferentes frequências dentárias do pente de frequência óptica.Este mecanismo de regulação da dispersão é universal para diferentes plataformas fotônicas integradas, como nitreto de silício e niobato de lítio, que têm sido amplamente estudados.

A equipe de pesquisa usou o laser de bombeamento e o laser auxiliar para controlar independentemente os modos espaciais de diferentes ordens da microcavidade para realizar a estabilidade adaptativa da frequência do modo de bombeamento e a regulação independente da frequência de repetição do pente de frequência.Com base no pente óptico, a equipe de pesquisa demonstrou uma regulação rápida e programável de frequências arbitrárias do pente e aplicou-a à medição precisa do comprimento de onda, demonstrando um medidor de ondas com precisão de medição da ordem de quilohertz e a capacidade de medir vários comprimentos de onda simultaneamente.Em comparação com os resultados da pesquisa anterior, a precisão da medição alcançada pela equipe de pesquisa atingiu uma melhoria de três ordens de magnitude.

Os microcombs soliton reconfiguráveis ​​demonstrados neste resultado de pesquisa estabelecem as bases para a realização de padrões de frequência óptica integrados em chip de baixo custo, que serão aplicados em medição de precisão, relógio óptico, espectroscopia e comunicação.