Neseniai Kinijos mokslo ir technologijos universiteto Guo Guangcano akademikų komandos profesorius Dong Chunhua ir jo bendradarbis Zou Changling pasiūlė universalų mikroertmių dispersijos valdymo mechanizmą, skirtą realiuoju laiku nepriklausomai valdyti optinio dažnio šukų centro dažnį ir pasikartojimo dažnį, o pritaikius jį tiksliam optinio bangos ilgio matavimui, bangos ilgio matavimo tikslumas padidėjo iki kilohercų (kHz). Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature Communications“.
Solitoninės mikrošokės, paremtos optiniais mikroertmėmis, sulaukė didelio mokslinių tyrimų susidomėjimo tiksliosios spektroskopijos ir optinių laikrodžių srityse. Tačiau dėl aplinkos ir lazerio triukšmo bei papildomų netiesinių efektų mikroertmėje solitoninės mikrošokės stabilumas yra labai ribotas, o tai tampa pagrindine kliūtimi praktiniam silpno apšvietimo šukų pritaikymui. Ankstesniame darbe mokslininkai stabilizavo ir valdė optinio dažnio šukas, valdydami medžiagos lūžio rodiklį arba mikroertmės geometriją, kad būtų pasiektas realaus laiko grįžtamasis ryšys, dėl kurio vienu metu pasikeitė beveik vienodi visų rezonansinių režimų pokyčiai mikroertmėje, todėl nebuvo galimybės savarankiškai valdyti šukų dažnio ir pasikartojimo. Tai labai riboja silpno apšvietimo šukų taikymą praktinėse tiksliosios spektroskopijos, mikrobangų fotonų, optinio diapazono nustatymo ir kt. srityse.
Siekdama išspręsti šią problemą, tyrėjų komanda pasiūlė naują fizinį mechanizmą, skirtą nepriklausomam optinio dažnio šukų centrinio dažnio ir pasikartojimo dažnio reguliavimui realiuoju laiku. Įdiegus du skirtingus mikroertmių dispersijos valdymo metodus, komanda gali nepriklausomai valdyti skirtingų mikroertmių eilių dispersiją, kad būtų pasiektas visiškas skirtingų optinio dažnio šukų dantų dažnių valdymas. Šis dispersijos reguliavimo mechanizmas yra universalus įvairioms integruotoms fotoninėms platformoms, tokioms kaip silicio nitridas ir ličio niobatas, kurios buvo plačiai ištirtos.
Tyrėjų komanda naudojo pumpuojantį lazerį ir pagalbinį lazerį, kad nepriklausomai valdytų skirtingų mikroertmės eilių erdvinius režimus, siekdama realizuoti adaptyvų pumpavimo režimo dažnio stabilumą ir nepriklausomą dažnio šukų pasikartojimo dažnio reguliavimą. Remdamasi optinėmis šukomis, tyrėjų komanda pademonstravo greitą, programuojamą savavališkų šukų dažnių reguliavimą ir pritaikė jį tiksliam bangos ilgio matavimui, pademonstruodama bangos matuoklį, kurio matavimo tikslumas yra kilohercų eilė ir kuris gali vienu metu matuoti kelis bangos ilgius. Palyginti su ankstesnių tyrimų rezultatais, tyrėjų komandos pasiektas matavimo tikslumas padidėjo trimis dydžio eilėmis.
Šiame tyrime demonstruotos perkonfigūruojamos solitoninės mikrokombinacijos sudaro pagrindą nebrangių, lustuose integruotų optinių dažnių standartų, kurie bus taikomi tiksliuosiuose matavimuose, optiniuose laikrodžiuose, spektroskopijoje ir komunikacijose, įgyvendinimui.
Įrašo laikas: 2023 m. rugsėjo 26 d.