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). Les résultats ont été publiés dans Nature Communications.
Les microcombes de soliton basées sur les microcavités optiques ont suscité un grand intérêt de recherche dans les champs de spectroscopie de précision et d'horloges optiques. Cependant, en raison de l'influence du bruit environnemental et laser et des effets non linéaires supplémentaires dans la microcavité, la stabilité de la microcomb de soliton est considérablement limitée, ce qui devient un obstacle majeur dans l'application pratique du peigne à faible niveau de lumière. Dans les travaux antérieurs, les scientifiques ont stabilisé et contrôlé le peigne de fréquence optique en contrôlant l'indice de réfraction du matériau ou la géométrie de la microcavité pour réaliser une rétroaction en temps réel, ce qui a provoqué des changements presque uniformes dans tous les modes de résonance dans la microcavité en même temps, manquant de capacité à contrôler indépendamment la fréquence et la répétition du peigne. Cela limite considérablement l'application du peigne à faible luminosité dans les scènes pratiques de la spectroscopie de précision, des photons micro-ondes, de la variation optique, etc.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a proposé un nouveau mécanisme physique pour réaliser la régulation indépendante en temps réel de la fréquence centrale et la fréquence de répétition du peigne de fréquence optique. En introduisant deux méthodes différentes de contrôle de la dispersion de la micro-cavité, l'équipe peut contrôler indépendamment la dispersion de différents ordres de micro-cavité, afin d'obtenir un contrôle total des différentes fréquences dentaires de peigne de fréquence optique. Ce mécanisme de régulation de dispersion est universel de différentes plates-formes photoniques intégrées telles que le nitrure de silicium et le niobate de lithium, qui ont été largement étudiés.
L'équipe de recherche a utilisé le laser de pompage et le laser auxiliaire pour contrôler indépendamment les modes spatiaux de différents ordres de la microcavité pour réaliser la stabilité adaptative de la fréquence du mode de pompage et la régulation indépendante de la fréquence de répétition de la combinaison de fréquence. Sur la base du peigne optique, l'équipe de recherche a démontré une régulation rapide et programmable des fréquences de peignes arbitraires et l'a appliquée à la mesure de précision de la longueur des vagues, démontrant un wavemètre avec une précision de mesure de l'ordre de Kilohertz et la capacité de mesurer simultanément plusieurs longueurs d'onde. Par rapport aux résultats de la recherche précédents, la précision de mesure obtenue par l'équipe de recherche a atteint trois ordres d'amélioration de la magnitude.
Les micrombombes de soliton reconfigurables démontrées dans ce résultat de recherche jettent les bases de la réalisation des normes de fréquence optique intégrées à faible coût, qui seront appliquées dans la mesure de précision, l'horloge optique, la spectroscopie et la communication.
Heure du poste: sept-26-2023