Μια οπτική χτένα συχνότητας είναι ένα φάσμα που αποτελείται από μια σειρά ομοιόμορφα κατανεμημένων συνιστωσών συχνότητας στο φάσμα, οι οποίες μπορούν να δημιουργηθούν από λέιζερ με κλειδωμένη λειτουργία, συντονιστές ήηλεκτροοπτικοί διαμορφωτές. Χτενίσματα οπτικής συχνότητας που παράγονται απόηλεκτροοπτικοί διαμορφωτέςέχουν τα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας επανάληψης, εσωτερικής ξήρανσης και υψηλής ισχύος κ.λπ., τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στη βαθμονόμηση οργάνων, στη φασματοσκοπία ή στη θεμελιώδη φυσική και έχουν προσελκύσει όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον των ερευνητών τα τελευταία χρόνια.
Πρόσφατα, ο Alexandre Parriaux και άλλοι από το Πανεπιστήμιο του Burgendi στη Γαλλία δημοσίευσαν μια ανασκόπηση στο περιοδικό Advances in Optics and Photonics, παρουσιάζοντας συστηματικά την τελευταία ερευνητική πρόοδο και την εφαρμογή των οπτικών συχνοτικών χτενών που παράγονται απόηλεκτροοπτική διαμόρφωσηΠεριλαμβάνει την εισαγωγή της οπτικής χτένας συχνότητας, τη μέθοδο και τα χαρακτηριστικά της οπτικής χτένας συχνότητας που παράγεται απόηλεκτροοπτικός διαμορφωτής, και τέλος απαριθμεί τα σενάρια εφαρμογής τουηλεκτροοπτικός διαμορφωτήςΑναλύει λεπτομερώς την οπτική χτένα συχνότητας, συμπεριλαμβανομένης της εφαρμογής του φάσματος ακριβείας, της διπλής οπτικής χτένας παρεμβολής, της βαθμονόμησης οργάνων και της παραγωγής αυθαίρετης κυματομορφής, και συζητά την αρχή πίσω από διαφορετικές εφαρμογές. Τέλος, ο συγγραφέας δίνει την προοπτική της τεχνολογίας οπτικής χτένας συχνότητας ηλεκτροοπτικού διαμορφωτή.
01 Φόντο
Πριν από 60 χρόνια, αυτόν τον μήνα, ο Δρ. Maiman εφηύρε το πρώτο λέιζερ ρουμπινιού. Τέσσερα χρόνια αργότερα, οι Hargrove, Fock και Pollack των Bell Laboratories στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν οι πρώτοι που ανέφεραν το ενεργό κλείδωμα λειτουργίας που επιτεύχθηκε σε λέιζερ ηλίου-νέονος. Το φάσμα λέιζερ κλειδώματος λειτουργίας στο χρονικό πεδίο αναπαρίσταται ως εκπομπή παλμού, ενώ στο πεδίο συχνότητας υπάρχει μια σειρά από διακριτές και ισαπέχουσες κοντές γραμμές, πολύ παρόμοιες με την καθημερινή χρήση των χτενών, γι' αυτό και ονομάζουμε αυτό το φάσμα «χτένα οπτικής συχνότητας». Αναφέρεται ως «χτένα οπτικής συχνότητας».
Λόγω των καλών προοπτικών εφαρμογής της οπτικής χτένας, το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2005 απονεμήθηκε στους Hansch και Hall, οι οποίοι έκαναν πρωτοποριακή εργασία στην τεχνολογία της οπτικής χτένας. Έκτοτε, η ανάπτυξη της οπτικής χτένας έχει φτάσει σε ένα νέο στάδιο. Επειδή διαφορετικές εφαρμογές έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για οπτικές χτένες, όπως ισχύς, απόσταση γραμμών και κεντρικό μήκος κύματος, αυτό έχει οδηγήσει στην ανάγκη χρήσης διαφορετικών πειραματικών μέσων για τη δημιουργία οπτικών χτένων, όπως λέιζερ με κλειδωμένη λειτουργία, μικροαντηχεία και ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή.
ΣΧ. 1 Φάσμα χρονικού πεδίου και φάσμα συχνότητας οπτικής χτένας συχνότητας
Πηγή εικόνας: Χτένες ηλεκτροοπτικής συχνότητας
Από την ανακάλυψη των οπτικών χτένων συχνότητας, οι περισσότερες οπτικές χτένες συχνότητας έχουν παραχθεί χρησιμοποιώντας λέιζερ με κλειδωμένη λειτουργία. Στα λέιζερ με κλειδωμένη λειτουργία, μια κοιλότητα με χρόνο κυκλικής διαδρομής τ χρησιμοποιείται για να καθορίσει τη σχέση φάσης μεταξύ των διαμήκων λειτουργιών, έτσι ώστε να προσδιοριστεί ο ρυθμός επανάληψης του λέιζερ, ο οποίος γενικά μπορεί να κυμαίνεται από megahertz (MHz) έως gigahertz (GHz).
Η οπτική χτένα συχνότητας που παράγεται από τον μικροσυντονιστή βασίζεται σε μη γραμμικά φαινόμενα και ο χρόνος μετ' επιστροφής καθορίζεται από το μήκος της μικροκοιλότητας. Επειδή το μήκος της μικροκοιλότητας είναι γενικά μικρότερο από 1 mm, η οπτική χτένα συχνότητας που παράγεται από τη μικροκοιλότητα είναι γενικά 10 γιγαχέρτζ έως 1 τεραχέρτζ. Υπάρχουν τρεις συνηθισμένοι τύποι μικροκοιλοτήτων: μικροσωληνίσκοι, μικροσφαίρες και μικροδακτύλιοι. Χρησιμοποιώντας μη γραμμικά φαινόμενα σε οπτικές ίνες, όπως η σκέδαση Brillouin ή η ανάμειξη τεσσάρων κυμάτων, σε συνδυασμό με μικροκοιλότητες, μπορούν να παραχθούν οπτικές χτένες συχνότητας στην περιοχή των δεκάδων νανομέτρων. Επιπλέον, μπορούν επίσης να δημιουργηθούν οπτικές χτένες συχνότητας χρησιμοποιώντας ορισμένους ακουστοοπτικούς διαμορφωτές.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Δεκεμβρίου 2023