Akurasi pengukuran panjang gelombang adalah dalam urutan kilohertz

Baru-baru ini dipelajari dari Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok, tim akademisi Universitas Guo Guangcan Profesor Dong Chunhua dan kolaborator Zou Changling mengusulkan mekanisme kontrol rongga mikro universal, untuk mencapai kontrol independen yang tidak ada dalam frekuensi pengukuran yang diukur. Temuan ini diterbitkan di Nature Communications.
Soliton Microcombs Berdasarkan mikrokavitas optik telah menarik minat penelitian yang hebat di bidang spektroskopi presisi dan jam optik. Namun, karena pengaruh kebisingan lingkungan dan laser dan efek nonlinier tambahan dalam mikrokavitas, stabilitas microcomb soliton sangat terbatas, yang menjadi hambatan utama dalam aplikasi praktis sisir tingkat cahaya rendah. Dalam karya sebelumnya, para ilmuwan menstabilkan dan mengendalikan sisir frekuensi optik dengan mengendalikan indeks bias material atau geometri mikrokavitas untuk mencapai umpan balik waktu nyata, yang menyebabkan perubahan yang hampir seragam dalam semua mode resonansi dalam mikrokavitas pada waktu yang sama, tidak memiliki kemampuan untuk secara independen mengontrol frekuensi dan gudang kombinasi. Ini sangat membatasi aplikasi sisir cahaya rendah dalam adegan praktis spektroskopi presisi, foton microwave, pengkhianatan optik, dll.

Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti mengusulkan mekanisme fisik baru untuk mewujudkan regulasi waktu nyata independen dari frekuensi pusat dan frekuensi pengulangan sisir frekuensi optik. Dengan memperkenalkan dua metode kontrol dispersi rongga mikro yang berbeda, tim dapat secara independen mengontrol dispersi dari berbagai ordo rongga mikro, sehingga dapat mencapai kontrol penuh dari frekuensi gigi yang berbeda dari sisir frekuensi optik. Mekanisme regulasi dispersi ini bersifat universal untuk platform fotonik terintegrasi yang berbeda seperti silikon nitrida dan lithium niobate, yang telah dipelajari secara luas.

Tim peneliti menggunakan laser pompa dan laser tambahan untuk secara independen mengontrol mode spasial dari berbagai urutan microcavity untuk mewujudkan stabilitas adaptif dari frekuensi mode pemompaan dan regulasi independen dari frekuensi pengulangan sisir frekuensi. Berdasarkan sisir optik, tim peneliti menunjukkan regulasi frekuensi sisir yang cepat dan dapat diprogram dan menerapkannya pada pengukuran presisi panjang gelombang, menunjukkan gelombang dengan akurasi pengukuran urutan kilohertz dan kemampuan untuk mengukur beberapa panjang gelombang secara bersamaan. Dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya, akurasi pengukuran yang dicapai oleh tim peneliti telah mencapai tiga urutan peningkatan besarnya.

Mikrokombe soliton yang dapat dikonfigurasi ulang yang ditunjukkan dalam hasil penelitian ini meletakkan dasar untuk realisasi standar frekuensi optik terintegrasi chip, yang akan diterapkan dalam pengukuran presisi, jam optik, spektroskopi dan komunikasi.