Оптичний частотний гребінець — це спектр, що складається з серії рівномірно розташованих частотних компонентів спектру, які можуть бути згенеровані лазерами з синхронізацією мод, резонаторами абоелектрооптичні модуляториОптичні частотні гребінці, що генеруютьсяелектрооптичні модуляторимають характеристики високої частоти повторення, внутрішнього проміжного сушіння та високої потужності тощо, які широко використовуються в калібруванні приладів, спектроскопії або фундаментальній фізиці та в останні роки привертають все більше уваги дослідників.
Нещодавно Александр Парріо та інші з Університету Бургенді у Франції опублікували оглядову статтю в журналі «Досягнення в оптиці та фотоніці», систематично представивши останній дослідницький прогрес та застосування оптичних частотних гребенів, що генеруються...електрооптична модуляціяЦе включає в себе введення оптичного частотного гребінця, метод та характеристики оптичного частотного гребінця, що генеруєтьсяелектрооптичний модулятор, і нарешті перераховує сценарії застосуванняелектрооптичний модуляторДетально розглядається оптичний частотний гребінь, включаючи застосування прецизійного спектру, інтерференції подвійного оптичного гребеня, калібрування приладів та генерації довільних сигналів, а також обговорюються принципи різних застосувань. Нарешті, автор пропонує перспективи технології оптичного частотного гребеня з електрооптичним модулятором.
01 Передісторія
Цього місяця виповнилося 60 років з того часу, як доктор Майман винайшов перший рубіновий лазер. Чотири роки по тому Харгроув, Фок і Поллак з Bell Laboratories у Сполучених Штатах першими повідомили про активну синхронізацію мод, досягнуту в гелій-неонових лазерах. Спектр лазера з синхронізацією мод у часовій області представлений як імпульсне випромінювання, а в частотній області - як серія дискретних і рівновіддалених коротких ліній, дуже схожих на гребінці, які ми щодня використовуємо, тому ми називаємо цей спектр «оптичним частотним гребенем». Його ще називають «оптичним частотним гребенем».
Через хороші перспективи застосування оптичних гребінців, Нобелівську премію з фізики у 2005 році було присуджено Ганшу та Холлу, які виконали новаторську роботу в галузі технології оптичних гребінців. З того часу розвиток оптичних гребінців досяг нового етапу. Оскільки різні застосування мають різні вимоги до оптичних гребінців, такі як потужність, міжрядкова відстань та центральна довжина хвилі, це призвело до необхідності використання різних експериментальних засобів для створення оптичних гребінців, таких як лазери з синхронізацією мод, мікрорезонатори та електрооптичні модулятори.
РИС. 1 Спектр у часовій області та спектр у частотній області оптичного частотного гребінця
Джерело зображення: Електрооптичні частотні гребінці
З моменту відкриття оптичних частотних гребенів більшість оптичних частотних гребенів були створені з використанням лазерів із синхронізацією мод. У лазерах із синхронізацією мод резонатор з часом проходження τ використовується для фіксації фазового співвідношення між поздовжніми модами, щоб визначити частоту повторення лазера, яка зазвичай може становити від мегагерц (МГц) до гігагерц (ГГц).
Оптичний частотний гребінець, що генерується мікрорезонатором, базується на нелінійних ефектах, а час проходження сигналу визначається довжиною мікрорезонатора. Оскільки довжина мікрорезонатора зазвичай менше 1 мм, оптичний частотний гребінець, що генерується мікрорезонатором, зазвичай становить від 10 гігагерц до 1 терагерца. Існує три поширені типи мікрорезонаторів: мікротрубочки, мікросфери та мікрокільця. Використовуючи нелінійні ефекти в оптичних волокнах, такі як розсіювання Бріллюена або чотирихвильове змішування, у поєднанні з мікрорезонаторами, можна створювати оптичні частотні гребінці в діапазоні десятків нанометрів. Крім того, оптичні частотні гребінці також можна генерувати за допомогою деяких акустооптичних модуляторів.
Час публікації: 18 грудня 2023 р.