En optisk frekvenskam er et spektrum som består av en serie jevnt fordelte frekvenskomponenter på spekteret, som kan genereres av moduslåste lasere, resonatorer ellerelektrooptiske modulatorerOptiske frekvenskammer generert avelektrooptiske modulatorerhar egenskapene høy repetisjonsfrekvens, intern interdrying og høy effekt, etc., som er mye brukt i instrumentkalibrering, spektroskopi eller grunnleggende fysikk, og har tiltrukket seg flere og flere forskeres interesse de siste årene.
Nylig publiserte Alexandre Parriaux og andre fra Universitetet i Burgendi i Frankrike en oversiktsartikkel i tidsskriftet Advances in Optics and Photonics, der de systematisk introduserer de nyeste forskningsfremskrittene og anvendelsen av optiske frekvenskammer generert avelektrooptisk moduleringDen inkluderer introduksjonen til optisk frekvenskam, metoden og egenskapene til optisk frekvenskam generert avelektrooptisk modulator, og til slutt lister opp bruksscenariene forelektrooptisk modulatoroptisk frekvenskam i detalj, inkludert anvendelse av presisjonsspektrum, dobbel optisk kaminterferens, instrumentkalibrering og generering av vilkårlig bølgeform, og diskuterer prinsippet bak ulike anvendelser. Til slutt gir forfatteren muligheten for elektrooptisk modulator-optisk frekvenskamteknologi.
01 Bakgrunn
Det var 60 år siden denne måneden at Dr. Maiman oppfant den første rubinlaseren. Fire år senere var Hargrove, Fock og Pollack fra Bell Laboratories i USA de første til å rapportere om den aktive moduslåsingen som ble oppnådd i helium-neonlasere. Det moduslåsende laserspekteret i tidsdomenet er representert som en pulsutslipp, i frekvensdomenet er det en serie diskrete og like langt unna korte linjer, veldig likt vår daglige bruk av kammer, så vi kaller dette spekteret «optisk frekvenskam». Referert til som «optisk frekvenskam».
På grunn av de gode anvendelsesmulighetene for optisk kam, ble Nobelprisen i fysikk i 2005 tildelt Hansch og Hall, som gjorde banebrytende arbeid innen optisk kamteknologi. Siden den gang har utviklingen av optisk kam nådd et nytt stadium. Fordi ulike bruksområder har ulike krav til optiske kammer, som effekt, linjeavstand og sentral bølgelengde, har dette ført til behovet for å bruke ulike eksperimentelle metoder for å generere optiske kammer, som moduslåste lasere, mikroresonatorer og elektrooptiske modulatorer.
FIG. 1 Tidsdomenespektrum og frekvensdomenespektrum for optisk frekvenskam
Bildekilde: Elektrooptiske frekvenskammer
Siden oppdagelsen av optiske frekvenskammer har de fleste optiske frekvenskammer blitt produsert ved hjelp av moduslåste lasere. I moduslåste lasere brukes et hulrom med en rundturstid på τ for å fikse faseforholdet mellom longitudinelle moduser, for å bestemme repetisjonshastigheten til laseren, som vanligvis kan være fra megahertz (MHz) til gigahertz (GHz).
Den optiske frekvenskammen som genereres av mikroresonatoren er basert på ikke-lineære effekter, og rundturstiden bestemmes av lengden på mikrohulrommet. Fordi lengden på mikrohulrommet generelt er mindre enn 1 mm, er den optiske frekvenskammen som genereres av mikrohulrommet vanligvis 10 gigahertz til 1 terahertz. Det finnes tre vanlige typer mikrohulrom: mikrotubuli, mikrosfærer og mikroringer. Ved å bruke ikke-lineære effekter i optiske fibre, som Brillouin-spredning eller firebølgeblanding, kombinert med mikrohulrom, kan optiske frekvenskammer i området titalls nanometer produseres. I tillegg kan optiske frekvenskammer også genereres ved å bruke noen akustooptiske modulatorer.
Publisert: 18. desember 2023