Оптическая частотная гребенка представляет собой спектр, состоящий из ряда равномерно распределенных частотных компонентов в спектре, которые могут генерироваться лазерами с синхронизацией мод, резонаторами илиэлектрооптические модуляторы. Оптические частотные гребни, генерируемыеэлектрооптические модуляторыобладают характеристиками высокой частоты повторения, внутренней промежуточной сушки и высокой мощности и т. д., которые широко используются в калибровке приборов, спектроскопии или фундаментальной физике и в последние годы привлекают все больший интерес исследователей.
Недавно Александр Паррио и другие из Университета Бургенди во Франции опубликовали обзорную статью в журнале Advances in Optics and Photonics, в которой систематически представили новейшие достижения в области исследований и применения оптических частотных гребенок, созданныхэлектрооптическая модуляция: Включает введение в оптический частотный гребень, метод и характеристики оптического частотного гребня, генерируемогоэлектрооптический модулятор, и, наконец, перечисляет сценарии примененияэлектрооптический модуляторОптическая частотная гребенка подробно, включая применение точного спектра, интерференцию двойной оптической гребенки, калибровку прибора и генерацию произвольной формы сигнала, а также обсуждает принцип, лежащий в основе различных приложений. Наконец, автор дает перспективу технологии оптической частотной гребенки электрооптического модулятора.
01 Фон
В этом месяце исполнилось 60 лет с тех пор, как доктор Майман изобрел первый рубиновый лазер. Четыре года спустя Харгроув, Фок и Поллак из Bell Laboratories в Соединенных Штатах первыми сообщили об активной синхронизации мод, достигнутой в гелий-неоновых лазерах, спектр лазера синхронизации мод во временной области представлен как импульсное излучение, в частотной области - это серия дискретных и равноудаленных коротких линий, очень похожих на наши повседневные гребни, поэтому мы называем этот спектр «оптической частотной гребенкой». Называется «оптической частотной гребенкой».
Из-за хороших перспектив применения оптической гребенки Нобелевская премия по физике в 2005 году была присуждена Ханшу и Холлу, которые провели пионерскую работу по технологии оптической гребенки, с тех пор развитие оптической гребенки вышло на новый этап. Поскольку различные приложения предъявляют различные требования к оптическим гребенкам, такие как мощность, межстрочный интервал и центральная длина волны, это привело к необходимости использования различных экспериментальных средств для создания оптических гребенок, таких как лазеры с синхронизированными модами, микрорезонаторы и электрооптические модуляторы.
РИС. 1 Спектр во временной области и спектр в частотной области оптической частотной гребенки
Источник изображения: Электрооптические частотные гребни
С момента открытия оптических частотных гребенок большинство оптических частотных гребенок изготавливалось с использованием лазеров с синхронизацией мод. В лазерах с синхронизацией мод резонатор с временем полного обхода τ используется для фиксации фазового соотношения между продольными модами, чтобы определить частоту повторения лазера, которая обычно может быть от мегагерца (МГц) до гигагерца (ГГц).
Оптическая частотная гребенка, генерируемая микрорезонатором, основана на нелинейных эффектах, а время прохождения сигнала туда и обратно определяется длиной микрорезонатора, поскольку длина микрорезонатора обычно меньше 1 мм, оптическая частотная гребенка, генерируемая микрорезонатором, обычно составляет от 10 гигагерц до 1 терагерца. Существует три распространенных типа микрорезонаторов: микротрубочки, микросферы и микрокольца. Используя нелинейные эффекты в оптических волокнах, такие как рассеяние Бриллюэна или четырехволновое смешение, в сочетании с микрорезонаторами, можно создавать оптические частотные гребенки в диапазоне десятков нанометров. Кроме того, оптические частотные гребенки также можно создавать с помощью некоторых акустооптических модуляторов.
Время публикации: 18 декабря 2023 г.