Onlangs het die akademikus-span van die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China, professor Dong Chunhua, en medewerker Zou Changling, 'n universele mikro-holte-dispersiebeheermeganisme voorgestel om die onafhanklike beheer van die optiese frekwensiekam-sentrumfrekwensie en herhalingsfrekwensie intyds te bereik, en toegepas op die presisiemeting van optiese golflengte, wat die akkuraatheid van die golflengtemeting tot kilohertz (kHz) verhoog het. Die bevindinge is in Nature Communications gepubliseer.
Soliton-mikrokamme gebaseer op optiese mikroholtes het groot navorsingsbelangstelling in die velde van presisiespektroskopie en optiese horlosies getrek. As gevolg van die invloed van omgewings- en lasergeraas en addisionele nie-lineêre effekte in die mikroholte, is die stabiliteit van die soliton-mikrokam egter grootliks beperk, wat 'n groot struikelblok word in die praktiese toepassing van die lae-ligvlakkam. In vorige werk het die wetenskaplikes die optiese frekwensiekam gestabiliseer en beheer deur die brekingsindeks van die materiaal of die geometrie van die mikroholte te beheer om intydse terugvoer te verkry, wat byna-uniforme veranderinge in alle resonansiemodusse in die mikroholte gelyktydig veroorsaak het, sonder die vermoë om die frekwensie en herhaling van die kam onafhanklik te beheer. Dit beperk die toepassing van die lae-ligkam in die praktiese tonele van presisiespektroskopie, mikrogolffotone, optiese afstandbepaling, ens. grootliks.
Om hierdie probleem op te los, het die navorsingspan 'n nuwe fisiese meganisme voorgestel om die onafhanklike intydse regulering van die sentrumfrekwensie en die herhalingsfrekwensie van die optiese frekwensiekam te verwesenlik. Deur twee verskillende mikro-holte-dispersiebeheermetodes in te voer, kan die span die verspreiding van verskillende ordes van mikro-holte onafhanklik beheer, om sodoende volle beheer oor verskillende tandfrekwensies van die optiese frekwensiekam te verkry. Hierdie verspreidingsreguleringsmeganisme is universeel vir verskillende geïntegreerde fotoniese platforms soos silikonnitried en litiumniobaat, wat wyd bestudeer is.
Die navorsingspan het die pomplaser en die hulplaser gebruik om die ruimtelike modusse van verskillende ordes van die mikroholte onafhanklik te beheer om die aanpasbare stabiliteit van die pompmodusfrekwensie en die onafhanklike regulering van die frekwensiekamherhalingsfrekwensie te verwesenlik. Gebaseer op die optiese kam, het die navorsingspan vinnige, programmeerbare regulering van arbitrêre kamfrekwensies gedemonstreer en dit toegepas op die presisiemeting van golflengte, wat 'n golfmeter met 'n meetnauwkeurigheid van die orde van kilohertz en die vermoë om verskeie golflengtes gelyktydig te meet, demonstreer. In vergelyking met die vorige navorsingsresultate, het die meetnauwkeurigheid wat deur die navorsingspan bereik is, 'n verbetering van drie ordes van grootte bereik.
Die herkonfigureerbare soliton-mikrokamme wat in hierdie navorsingsresultaat gedemonstreer word, lê die grondslag vir die verwesenliking van laekoste, skyfie-geïntegreerde optiese frekwensiestandaarde, wat toegepas sal word in presisiemeting, optiese klok, spektroskopie en kommunikasie.
Plasingstyd: 26 September 2023