Нядаўна каманда акадэмікаў з Універсітэта навукі і тэхналогій Кітая, прафесара Дун Чуньхуа і яго калегі Цзоў Чанліна, прапанавалі універсальны механізм кіравання дысперсіяй мікрарэзанатара, які дазваляе незалежна кіраваць цэнтральнай частатой аптычнага частотнага грабянца і частатой паўтарэння ў рэжыме рэальнага часу. Гэты механізм прымянення да дакладных вымярэнняў даўжыні хвалі аптычнага сігналу дазволіў павысіць дакладнасць вымярэння даўжыні хвалі да кілагерц (кГц). Вынікі працы былі апублікаваныя ў часопісе Nature Communications.
Салітонныя мікрагрэбні на аснове аптычных мікрарэзанатораў выклікалі вялікую цікавасць у даследчыкаў у галіне дакладнай спектраскапіі і аптычных гадзіннікаў. Аднак з-за ўплыву шуму навакольнага асяроддзя і лазернага шуму, а таксама дадатковых нелінейных эфектаў у мікрарэзанаторы, стабільнасць салітоннага мікрагрэбня значна абмежаваная, што становіцца асноўнай перашкодай у практычным прымяненні грабяня пры нізкім узроўні асветленасці. У папярэдняй працы навукоўцы стабілізавалі і кіравалі аптычным частотным грабянцом, кантралюючы паказчык праламлення матэрыялу або геаметрыю мікрарэзанатора, каб дасягнуць зваротнай сувязі ў рэжыме рэальнага часу, што выклікала амаль аднастайныя змены ва ўсіх рэзанансных модах у мікрарэзанаторы адначасова, не маючы магчымасці незалежна кіраваць частатой і паўтарэннем грабяня. Гэта значна абмяжоўвае прымяненне грабяня пры нізкім узроўні асветленасці ў практычных абласцях дакладнай спектраскапіі, мікрахвалевых фатонаў, аптычнай дыяметрыі і г.д.
Каб вырашыць гэтую праблему, даследчая група прапанавала новы фізічны механізм для рэалізацыі незалежнага рэгулявання цэнтральнай частаты і частаты паўтарэння аптычнага частотнага грабянца ў рэжыме рэальнага часу. Уводзячы два розныя метады кіравання дысперсіяй мікрарэзанатара, група даследчыкаў можа незалежна кіраваць дысперсіяй розных парадкаў мікрарэзанатара, каб дасягнуць поўнага кантролю розных частот зубцоў аптычнага частотнага грабянца. Гэты механізм рэгулявання дысперсіі універсальны для розных інтэграваных фатонных платформаў, такіх як нітрыд крэмнію і ніабат літыя, якія былі шырока вывучаны.
Даследчая група выкарыстала накачивающий лазер і дапаможны лазер для незалежнага кіравання прасторавымі модамі розных парадкаў мікрарэзанатара, каб рэалізаваць адаптыўную стабільнасць частаты накачивающего рэжыму і незалежнае рэгуляванне частаты паўтарэння частотнага грабянца. На аснове аптычнага грабянца даследчая група прадэманстравала хуткае, праграмуемае рэгуляванне адвольных частот грабянца і ўжыла яго для дакладнага вымярэння даўжыні хвалі, прадэманстраваўшы хвалемер з дакладнасцю вымярэння парадку кілагерца і магчымасцю адначасовага вымярэння некалькіх даўжынь хваль. У параўнанні з папярэднімі вынікамі даследавання, дакладнасць вымярэнняў, дасягнутая даследчай групай, палепшылася на тры парадкі.
Рэканфігуруемыя салітонныя мікрагрэбні, прадэманстраваныя ў гэтым даследаванні, закладваюць аснову для рэалізацыі недарагіх аптычных стандартаў частаты з інтэгральным чыпам, якія будуць ужывацца ў дакладных вымярэннях, аптычных гадзінніках, спектраскапіі і сувязі.
Час публікацыі: 26 верасня 2023 г.