Apa itu sisir frekuensi optik modulator elektro-optik? Bagian Satu

Sisir frekuensi optik adalah spektrum yang terdiri dari serangkaian komponen frekuensi yang berjarak sama pada spektrum, yang dapat dihasilkan oleh laser mode-locked, resonator, ataumodulator elektro-optikSisir frekuensi optik yang dihasilkan olehmodulator elektro-optikmemiliki karakteristik frekuensi pengulangan tinggi, pengeringan internal, dan daya tinggi, dll., yang banyak digunakan dalam kalibrasi instrumen, spektroskopi, atau fisika fundamental, dan telah menarik minat semakin banyak peneliti dalam beberapa tahun terakhir.

Baru-baru ini, Alexandre Parriaux dan rekan-rekannya dari Universitas Burgendi di Prancis menerbitkan sebuah makalah ulasan di jurnal Advances in Optics and Photonics, yang secara sistematis memperkenalkan kemajuan penelitian terbaru dan aplikasi sisir frekuensi optik yang dihasilkan olehmodulasi elektro-optikIni mencakup pengenalan sisir frekuensi optik, metode dan karakteristik sisir frekuensi optik yang dihasilkan olehmodulator elektro-optik, dan akhirnya menjabarkan skenario aplikasi darimodulator elektro-optikPenulis membahas secara detail sisir frekuensi optik, termasuk aplikasi spektrum presisi, interferensi sisir optik ganda, kalibrasi instrumen, dan pembangkitan bentuk gelombang sembarang, serta prinsip di balik berbagai aplikasinya. Terakhir, penulis memberikan prospek teknologi sisir frekuensi optik modulator elektro-optik.

01 Latar Belakang

Bulan ini, 60 tahun yang lalu, Dr. Maiman menemukan laser rubi pertama. Empat tahun kemudian, Hargrove, Fock, dan Pollack dari Bell Laboratories di Amerika Serikat adalah yang pertama melaporkan penguncian mode aktif yang dicapai pada laser helium-neon. Spektrum laser penguncian mode dalam domain waktu direpresentasikan sebagai emisi pulsa, sedangkan dalam domain frekuensi berupa serangkaian garis pendek diskrit dan berjarak sama, sangat mirip dengan sisir yang kita gunakan sehari-hari, sehingga kita menyebut spektrum ini sebagai "sisir frekuensi optik".

Karena prospek aplikasi sisir optik yang baik, Hadiah Nobel Fisika pada tahun 2005 dianugerahkan kepada Hansch dan Hall, yang melakukan pekerjaan perintis dalam teknologi sisir optik. Sejak saat itu, pengembangan sisir optik telah mencapai tahap baru. Karena aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda untuk sisir optik, seperti daya, jarak antar garis, dan panjang gelombang pusat, hal ini menyebabkan perlunya penggunaan metode eksperimental yang berbeda untuk menghasilkan sisir optik, seperti laser mode-locked, mikro-resonator, dan modulator elektro-optik.

GAMBAR 1 Spektrum domain waktu dan spektrum domain frekuensi dari sisir frekuensi optik
Sumber gambar: Sisir frekuensi elektro-optik

Sejak penemuan sisir frekuensi optik, sebagian besar sisir frekuensi optik telah diproduksi menggunakan laser mode-locked. Pada laser mode-locked, rongga dengan waktu tempuh bolak-balik τ digunakan untuk menetapkan hubungan fase antara mode longitudinal, sehingga dapat menentukan laju pengulangan laser, yang umumnya dapat berkisar dari megahertz (MHz) hingga gigahertz (GHz).

Sisir frekuensi optik yang dihasilkan oleh mikro-resonator didasarkan pada efek nonlinier, dan waktu tempuh bolak-balik ditentukan oleh panjang rongga mikro. Karena panjang rongga mikro umumnya kurang dari 1 mm, sisir frekuensi optik yang dihasilkan oleh rongga mikro umumnya berkisar antara 10 gigahertz hingga 1 terahertz. Terdapat tiga jenis rongga mikro yang umum, yaitu mikrotubulus, mikrosfer, dan cincin mikro. Dengan menggunakan efek nonlinier dalam serat optik, seperti hamburan Brillouin atau pencampuran empat gelombang, yang dikombinasikan dengan rongga mikro, sisir frekuensi optik dalam kisaran puluhan nanometer dapat dihasilkan. Selain itu, sisir frekuensi optik juga dapat dihasilkan dengan menggunakan beberapa modulator akusto-optik.