Optički frekvencijski češalj je spektar sastavljen od niza ravnomjerno raspoređenih frekvencijskih komponenti u spektru, koje mogu generirati laseri s zaključanim modom, rezonatori ilielektrooptički modulatori. Optički frekvencijski češljevi generiranielektrooptički modulatoriimaju značajke visoke frekvencije ponavljanja, unutarnjeg međusušenja i velike snage, itd., koje se naširoko koriste u kalibraciji instrumenata, spektroskopiji ili fundamentalnoj fizici, a posljednjih godina privlače sve više interesa istraživača.
Nedavno su Alexandre Parriaux i drugi sa Sveučilišta Burgendi u Francuskoj objavili pregledni rad u časopisu Advances in Optics and Photonics, sustavno predstavljajući najnoviji napredak istraživanja i primjenu optičkih frekvencijskih češljeva generiranih od straneelektrooptička modulacija: Uključuje uvođenje optičkog frekvencijskog češlja, metodu i karakteristike optičkog frekvencijskog češlja generiranogelektrooptički modulator, i na kraju nabraja scenarije primjeneelektrooptički modulatoroptički frekvencijski češalj detaljno, uključujući primjenu preciznog spektra, smetnje dvostrukog optičkog češlja, kalibraciju instrumenata i generiranje proizvoljnog valnog oblika, te raspravlja o principima koji stoje iza različitih primjena. Na kraju, autor daje izglede za tehnologiju optičkog frekvencijskog češlja elektrooptičkog modulatora.
01 Pozadina
Ovog mjeseca prije 60 godina dr. Maiman izumio je prvi rubinski laser. Četiri godine kasnije, Hargrove, Fock i Pollack iz Bell Laboratoriesa u Sjedinjenim Državama prvi su izvijestili o aktivnom zaključavanju moda postignutom u helij-neonskim laserima, laserski spektar zaključavanja moda u vremenskoj domeni predstavljen je kao pulsna emisija, u frekvencijskoj domeni je niz diskretnih i ekvidistantnih kratkih linija, vrlo slično našoj svakodnevnoj uporabi češlja, pa ovaj spektar nazivamo "optički frekvencijski češalj". Naziva se "optički frekvencijski češalj".
Zbog dobre perspektive primjene optičkog češlja, Nobelova nagrada za fiziku 2005. dodijeljena je Hanschu i Hallu, koji su napravili pionirski rad na tehnologiji optičkog češlja, od tada je razvoj optičkog češlja dosegao novu fazu. Budući da različite primjene imaju različite zahtjeve za optičke češljeve, kao što su snaga, razmak između linija i središnja valna duljina, to je dovelo do potrebe za korištenjem različitih eksperimentalnih sredstava za generiranje optičkih češljeva, kao što su laseri s zaključanim modom, mikrorezonatori i elektrooptički modulator.
SLIKA 1 Spektar vremenske domene i spektar frekvencijske domene optičkog frekvencijskog češlja
Izvor slike: Elektro-optički frekvencijski češljevi
Od otkrića optičkih frekvencijskih češljeva, većina optičkih frekvencijskih češljeva proizvedena je pomoću lasera s zaključanim modom. U laserima s zaključanim modom, šupljina s povratnim vremenom od τ koristi se za fiksiranje faznog odnosa između longitudinalnih modova, kako bi se odredila brzina ponavljanja lasera, koja općenito može biti od megaherca (MHz) do gigaherca ( GHz).
Optički frekvencijski češalj koji generira mikrorezonator temelji se na nelinearnim učincima, a vrijeme kružnog putovanja određeno je duljinom mikro-šupljine, jer je duljina mikro-šupljine općenito manja od 1 mm, optička frekvencija češalj koji stvara mikro-šupljina općenito je 10 gigaherca do 1 teraherca. Postoje tri uobičajene vrste mikrošupljina, mikrotubula, mikrosfera i mikroprstenova. Korištenjem nelinearnih učinaka u optičkim vlaknima, kao što je Brillouinovo raspršenje ili četverovalno miješanje, u kombinaciji s mikrošupljinama, mogu se proizvesti optički frekvencijski češljevi u rasponu desetaka nanometara. Osim toga, optički frekvencijski češljevi također se mogu generirati korištenjem nekih akusto-optičkih modulatora.
Vrijeme objave: 18. prosinca 2023