En optisk frekvenskam er et spektrum sammensat af en række jævnt fordelte frekvenskomponenter på spektret, som kan genereres af mode-låste lasere, resonatorer ellerelektrooptiske modulatorerOptiske frekvenskamme genereret afelektrooptiske modulatorerhar karakteristika som høj repetitionsfrekvens, intern interdrying og høj effekt osv., som er meget anvendt i instrumentkalibrering, spektroskopi eller grundlæggende fysik, og har tiltrukket sig flere og flere forskeres interesse i de senere år.
For nylig udgav Alexandre Parriaux og andre fra University of Burgendi i Frankrig en oversigtsartikel i tidsskriftet Advances in Optics and Photonics, der systematisk introducerer de seneste forskningsfremskridt og anvendelser af optiske frekvenskamme genereret afelektrooptisk modulationDet omfatter introduktionen af den optiske frekvenskam, metoden og egenskaberne ved den optiske frekvenskam, der genereres afelektrooptisk modulator, og opregner endelig anvendelsesscenarierne forelektrooptisk modulatorDen optiske frekvenskam gennemgås i detaljer, herunder anvendelsen af præcisionsspektrum, dobbelt optisk kaminterferens, instrumentkalibrering og generering af vilkårlig bølgeform, og diskuterer princippet bag forskellige anvendelser. Endelig giver forfatteren perspektivet for elektrooptisk modulator-optisk frekvenskamteknologi.
01 Baggrund
Det er 60 år siden i denne måned, at Dr. Maiman opfandt den første rubinlaser. Fire år senere var Hargrove, Fock og Pollack fra Bell Laboratories i USA de første til at rapportere den aktive mode-låsning, der blev opnået i helium-neonlasere. Mode-låsningslaserspektret i tidsdomænet er repræsenteret som en pulsemission, og i frekvensdomænet er der en række diskrete og lige langt fra hinanden følgende korte linjer, der minder meget om vores daglige brug af kamme, så vi kalder dette spektrum "optisk frekvenskam". Dette kaldes også "optisk frekvenskam".
På grund af de gode anvendelsesmuligheder for optisk kam, blev Nobelprisen i fysik i 2005 tildelt Hansch og Hall, der udførte banebrydende arbejde inden for optisk kamteknologi, og siden da har udviklingen af optisk kam nået et nyt niveau. Da forskellige anvendelser har forskellige krav til optiske kamme, såsom effekt, linjeafstand og central bølgelængde, har dette ført til behovet for at bruge forskellige eksperimentelle metoder til at generere optiske kamme, såsom mode-låste lasere, mikroresonatorer og elektrooptiske modulatorer.
FIG. 1 Tidsdomænespektrum og frekvensdomænespektrum for optisk frekvenskam
Billedkilde: Elektrooptiske frekvenskamme
Siden opdagelsen af optiske frekvenskamme er de fleste optiske frekvenskamme blevet produceret ved hjælp af mode-låste lasere. I mode-låste lasere bruges et hulrum med en rundturstid på τ til at fastsætte faseforholdet mellem longitudinelle modes for at bestemme laserens repetitionshastighed, som generelt kan være fra megahertz (MHz) til gigahertz (GHz).
Den optiske frekvenskam, der genereres af mikroresonatoren, er baseret på ikke-lineære effekter, og rundturstiden bestemmes af mikrohulrummets længde. Da mikrohulrummets længde generelt er mindre end 1 mm, er den optiske frekvenskam, der genereres af mikrohulrummet, generelt 10 gigahertz til 1 terahertz. Der findes tre almindelige typer mikrohulrum: mikrotubuli, mikrosfærer og mikroringe. Ved at bruge ikke-lineære effekter i optiske fibre, såsom Brillouin-spredning eller firebølgeblanding, kombineret med mikrohulrum, kan der produceres optiske frekvenskamme i området ti nanometer. Derudover kan optiske frekvenskamme også genereres ved hjælp af nogle akustooptiske modulatorer.
Opslagstidspunkt: 18. dec. 2023