Recentemente appreso dall'Università di Scienza e Tecnologia della Cina, il team di accademici dell'Università di Guo Guangcan, il professor Dong Chunhua e il collaboratore Zou Changling, hanno proposto un meccanismo universale di controllo della dispersione delle micro-cavità, per ottenere il controllo indipendente in tempo reale del centro del pettine di frequenza ottica frequenza e frequenza di ripetizione e applicata alla misurazione precisa della lunghezza d'onda ottica, la precisione della misurazione della lunghezza d'onda è aumentata a kilohertz (kHz). I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
I micropettini Soliton basati su microcavità ottiche hanno suscitato grande interesse nella ricerca nei campi della spettroscopia di precisione e degli orologi ottici. Tuttavia, a causa dell'influenza del rumore ambientale e del laser e di ulteriori effetti non lineari nella microcavità, la stabilità del microcomb solitonico è notevolmente limitata, il che diventa un ostacolo importante nell'applicazione pratica del pettine a basso livello di luce. Nel lavoro precedente, gli scienziati hanno stabilizzato e controllato il pettine di frequenza ottica controllando l'indice di rifrazione del materiale o la geometria della microcavità per ottenere un feedback in tempo reale, che ha causato cambiamenti quasi uniformi in tutte le modalità di risonanza nella microcavità allo stesso tempo. tempo, privo della capacità di controllare in modo indipendente la frequenza e la ripetizione del pettine. Ciò limita notevolmente l'applicazione del pettine per scarsa illuminazione nelle scene pratiche di spettroscopia di precisione, fotoni a microonde, misurazione ottica, ecc.
Per risolvere questo problema, il gruppo di ricerca ha proposto un nuovo meccanismo fisico per realizzare la regolazione indipendente in tempo reale della frequenza centrale e della frequenza di ripetizione del pettine di frequenza ottica. Introducendo due diversi metodi di controllo della dispersione delle microcavità, il team può controllare in modo indipendente la dispersione di diversi ordini di microcavità, in modo da ottenere il pieno controllo delle diverse frequenze dei denti del pettine di frequenza ottica. Questo meccanismo di regolazione della dispersione è universale per diverse piattaforme fotoniche integrate come il nitruro di silicio e il niobato di litio, che sono state ampiamente studiate.
Il gruppo di ricerca ha utilizzato il laser di pompaggio e il laser ausiliario per controllare in modo indipendente le modalità spaziali dei diversi ordini della microcavità per realizzare la stabilità adattativa della frequenza della modalità di pompaggio e la regolazione indipendente della frequenza di ripetizione del pettine di frequenza. Basandosi sul pettine ottico, il gruppo di ricerca ha dimostrato una regolazione rapida e programmabile delle frequenze arbitrarie del pettine e l'ha applicata alla misurazione precisa della lunghezza d'onda, dimostrando un ondemetro con una precisione di misurazione dell'ordine dei kilohertz e la capacità di misurare più lunghezze d'onda contemporaneamente. Rispetto ai risultati della ricerca precedente, la precisione di misurazione raggiunta dal gruppo di ricerca ha raggiunto un miglioramento di tre ordini di grandezza.
I microcomb solitonici riconfigurabili dimostrati in questo risultato della ricerca gettano le basi per la realizzazione di standard di frequenza ottica integrati su chip a basso costo, che verranno applicati nella misurazione di precisione, nell'orologio ottico, nella spettroscopia e nella comunicazione.
Orario di pubblicazione: 26 settembre 2023