Πρόσφατα έμαθε από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, η ακαδημαϊκή ομάδα του πανεπιστημίου Guo Guangcan, ο καθηγητής Dong Chunhua και ο συνεργάτης Zou Changling πρότειναν έναν καθολικό μηχανισμό ελέγχου διασποράς μικροκοιλότητας, για να επιτευχθεί ο ανεξάρτητος έλεγχος σε πραγματικό χρόνο του κέντρου χτένα οπτικής συχνότητας συχνότητα και συχνότητα επανάληψης, και εφαρμόζεται στη μέτρηση ακριβείας του οπτικού μήκους κύματος, η ακρίβεια μέτρησης του μήκους κύματος αυξήθηκε σε kilohertz (kHz). Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications.
Οι μικροκήνες Soliton που βασίζονται σε οπτικές μικροκοιλότητες έχουν προσελκύσει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον στους τομείς της φασματοσκοπίας ακριβείας και των οπτικών ρολογιών. Ωστόσο, λόγω της επίδρασης του περιβαλλοντικού θορύβου και του λέιζερ και των πρόσθετων μη γραμμικών επιδράσεων στη μικροκοιλότητα, η σταθερότητα της μικροχτένας σολιτονίου είναι πολύ περιορισμένη, γεγονός που καθίσταται σημαντικό εμπόδιο στην πρακτική εφαρμογή της χτένας χαμηλού επιπέδου φωτός. Σε προηγούμενη εργασία, οι επιστήμονες σταθεροποίησαν και έλεγξαν τη χτένα οπτικής συχνότητας ελέγχοντας τον δείκτη διάθλασης του υλικού ή τη γεωμετρία της μικροκοιλότητας για να επιτύχουν ανάδραση σε πραγματικό χρόνο, η οποία προκάλεσε σχεδόν ομοιόμορφες αλλαγές σε όλους τους τρόπους συντονισμού στη μικροκοιλότητα ταυτόχρονα χρόνο, χωρίς την ικανότητα να ελέγχει ανεξάρτητα τη συχνότητα και την επανάληψη της χτένας. Αυτό περιορίζει σημαντικά την εφαρμογή της χτένας χαμηλού φωτισμού σε πρακτικές σκηνές φασματοσκοπίας ακριβείας, φωτονίων μικροκυμάτων, οπτικής εμβέλειας κ.λπ.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα πρότεινε έναν νέο φυσικό μηχανισμό για την πραγματοποίηση της ανεξάρτητης ρύθμισης σε πραγματικό χρόνο της κεντρικής συχνότητας και της συχνότητας επανάληψης της χτένας οπτικής συχνότητας. Με την εισαγωγή δύο διαφορετικών μεθόδων ελέγχου διασποράς μικροκοιλότητας, η ομάδα μπορεί να ελέγχει ανεξάρτητα τη διασπορά διαφορετικών τάξεων μικροκοιλότητας, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται πλήρης έλεγχος διαφορετικών συχνοτήτων δοντιών της χτένας οπτικής συχνότητας. Αυτός ο μηχανισμός ρύθμισης της διασποράς είναι καθολικός σε διαφορετικές ενσωματωμένες φωτονικές πλατφόρμες όπως το νιτρίδιο του πυριτίου και το νιοβικό λίθιο, οι οποίες έχουν μελετηθεί ευρέως.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε το λέιζερ άντλησης και το βοηθητικό λέιζερ για να ελέγξει ανεξάρτητα τους χωρικούς τρόπους διαφορετικών τάξεων της μικροκοιλότητας για να συνειδητοποιήσει την προσαρμοστική σταθερότητα της συχνότητας του τρόπου άντλησης και την ανεξάρτητη ρύθμιση της συχνότητας επανάληψης της χτένας συχνότητας. Με βάση την οπτική χτένα, η ερευνητική ομάδα επέδειξε γρήγορη, προγραμματιζόμενη ρύθμιση αυθαίρετων συχνοτήτων χτένας και την εφάρμοσε στην ακριβή μέτρηση του μήκους κύματος, επιδεικνύοντας ένα κυματόμετρο με ακρίβεια μέτρησης της τάξης των kilohertz και δυνατότητα μέτρησης πολλαπλών μηκών κύματος ταυτόχρονα. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα ερευνητικά αποτελέσματα, η ακρίβεια μέτρησης που πέτυχε η ερευνητική ομάδα έχει βελτιωθεί τρεις τάξεις μεγέθους.
Οι επαναδιαμορφώσιμες μικροκήνες σολιτονίου που επιδεικνύονται σε αυτό το ερευνητικό αποτέλεσμα θέτουν τα θεμέλια για την υλοποίηση χαμηλού κόστους, ενσωματωμένων σε τσιπ προτύπων οπτικής συχνότητας, τα οποία θα εφαρμοστούν σε μετρήσεις ακριβείας, οπτικό ρολόι, φασματοσκοπία και επικοινωνία.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-26-2023