Un peigne de fréquence optique est un spectre composé d'une série de composantes de fréquence régulièrement espacées sur le spectre, qui peuvent être générées par des lasers, des résonateurs ou des lasers à mode verrouillé.modulateurs électro-optiques. Peignes de fréquence optique générés parmodulateurs électro-optiquesont les caractéristiques d'une fréquence de répétition élevée, d'un séchage intermédiaire interne et d'une puissance élevée, etc., qui sont largement utilisées dans l'étalonnage des instruments, la spectroscopie ou la physique fondamentale, et ont suscité l'intérêt de plus en plus de chercheurs ces dernières années.
Récemment, Alexandre Parriaux et d'autres de l'Université de Burgendi en France ont publié un article de synthèse dans la revue Advances in Optics and Photonics, présentant systématiquement les derniers progrès de la recherche et l'application des peignes de fréquence optique générés parmodulation électro-optique: Il comprend l'introduction du peigne de fréquence optique, la méthode et les caractéristiques du peigne de fréquence optique généré parmodulateur électro-optique, et énumère enfin les scénarios d'application demodulateur électro-optiquepeigne de fréquence optique en détail, y compris l'application du spectre de précision, l'interférence du double peigne optique, l'étalonnage des instruments et la génération de formes d'onde arbitraires, et discute du principe derrière différentes applications. Enfin, l'auteur donne la perspective d'une technologie de peigne de fréquence optique à modulateur électro-optique.
01 Contexte
Il y a 60 ans ce mois-ci, le Dr Maiman inventait le premier laser à rubis. Quatre ans plus tard, Hargrove, Fock et Pollack des laboratoires Bell aux États-Unis ont été les premiers à signaler le verrouillage de mode actif obtenu dans les lasers hélium-néon. Le spectre laser à verrouillage de mode dans le domaine temporel est représenté par une émission d'impulsions. dans le domaine fréquentiel se trouve une série de lignes courtes discrètes et équidistantes, très similaires à notre utilisation quotidienne des peignes, c'est pourquoi nous appelons ce spectre « peigne de fréquence optique ». Appelé « peigne de fréquence optique ».
En raison des bonnes perspectives d'application du peigne optique, le prix Nobel de physique a été décerné en 2005 à Hansch et Hall, qui ont réalisé des travaux pionniers sur la technologie du peigne optique. Depuis lors, le développement du peigne optique a atteint une nouvelle étape. Étant donné que différentes applications ont des exigences différentes en matière de peignes optiques, telles que la puissance, l'espacement des lignes et la longueur d'onde centrale, cela a conduit à la nécessité d'utiliser différents moyens expérimentaux pour générer des peignes optiques, tels que des lasers à mode verrouillé, des micro-résonateurs et des dispositifs électro-optiques. modulateur.
FIGUE. 1 Spectre du domaine temporel et spectre du domaine fréquentiel du peigne de fréquence optique
Source de l'image : Peignes de fréquence électro-optiques
Depuis la découverte des peignes de fréquence optique, la plupart des peignes de fréquence optique ont été produits à l'aide de lasers à mode verrouillé. Dans les lasers à mode verrouillé, une cavité avec un temps aller-retour de τ est utilisée pour fixer la relation de phase entre les modes longitudinaux, de manière à déterminer le taux de répétition du laser, qui peut généralement aller du mégahertz (MHz) au gigahertz ( GHz).
Le peigne de fréquence optique généré par le micro-résonateur est basé sur des effets non linéaires, et le temps aller-retour est déterminé par la longueur de la micro-cavité, car la longueur de la micro-cavité est généralement inférieure à 1 mm, la fréquence optique Le peigne généré par la micro-cavité est généralement de 10 gigahertz à 1 térahertz. Il existe trois types courants de microcavités, de microtubules, de microsphères et de microanneaux. En utilisant des effets non linéaires dans les fibres optiques, tels que la diffusion Brillouin ou le mélange à quatre ondes, combinés à des microcavités, il est possible de produire des peignes de fréquences optiques de l'ordre des dizaines de nanomètres. De plus, des peignes de fréquences optiques peuvent également être générés en utilisant certains modulateurs acousto-optiques.
Heure de publication : 18 décembre 2023