A precisión da medición da lonxitude de onda está na orde de Kilohertz

Recently learned from the University of Science and Technology of China, the university of Guo Guangcan academician team Professor Dong Chunhua and collaborator Zou Changling proposed a universal micro-cavity dispersion control mechanism, to achieve the real-time independent control of the optical frequency comb center frequency and repetition frequency, and applied to the precision measurement of optical wavelength, the wavelength measurement accuracy increased to kilohertz (KHz). Os resultados publicáronse en Nature Communications.
As microcombas de Soliton baseadas en microcavidades ópticas atraíron un gran interese na investigación nos campos da espectroscopia de precisión e os reloxos ópticos. Non obstante, debido á influencia do ruído ambiental e láser e efectos non lineais adicionais na microcavidade, a estabilidade do microcomb do solitón é moi limitada, que se converte nun obstáculo importante na aplicación práctica do pente de baixo nivel de luz. Nos traballos anteriores, os científicos estabilizaron e controlaron o pente de frecuencia óptica controlando o índice de refracción do material ou a xeometría da microcavidade para conseguir un feedback en tempo real, o que provocou cambios case uniformes en todos os modos de resonancia na microcavidade ao mesmo tempo, carecendo de capacidade para controlar independentemente a frecuencia e a repetición da pomba. Isto limita enormemente a aplicación do pente de pouca luz nas escenas prácticas de espectroscopia de precisión, fotóns de microondas, rango óptico, etc.

Para resolver este problema, o equipo de investigación propuxo un novo mecanismo físico para realizar a regulación independente en tempo real da frecuencia central e a frecuencia de repetición do pente de frecuencia óptica. Ao introducir dous métodos de control de dispersión de micro-cavidade diferentes, o equipo pode controlar de forma independente a dispersión de diferentes pedidos de micro-cavidade, para conseguir un control total de diferentes frecuencias dentes de pente de frecuencia óptica. Este mecanismo de regulación de dispersión é universal a diferentes plataformas fotónicas integradas como o nitruro de silicio e o niobato de litio, que foron amplamente estudados.

O equipo de investigación utilizou o láser de bombeo e o láser auxiliar para controlar de forma independente os modos espaciais de diferentes pedidos da microcavidade para realizar a estabilidade adaptativa da frecuencia do modo de bombeo e a regulación independente da frecuencia de repetición do pente de frecuencia. Con base no pente óptico, o equipo de investigación demostrou unha regulación rápida e programable de frecuencias de pente arbitrarias e aplicouno á medición de precisión da lonxitude das ondas, demostrando un ondulante cunha precisión de medición da orde de Kilohertz e a capacidade de medir varias lonxitudes de onda simultaneamente. En comparación cos resultados anteriores da investigación, a precisión da medición alcanzada polo equipo de investigación alcanzou tres ordes de mellora da magnitude.

As microcombas de solitón reconfigurables demostradas neste resultado da investigación sentaron as bases para a realización de estándares de frecuencia óptica integrados de baixo custo, que se aplicarán en medición de precisión, reloxo óptico, espectroscopia e comunicación.