波長(cháng)測量精度實(shí)現千赫茲量級

  ICC訊 記者16日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊董春華教授及合作者鄒長(cháng)鈴等提出一種普適的微腔色散調控機制，實(shí)現了光頻梳中心頻率和重復頻率的實(shí)時(shí)獨立調控，并應用于光學(xué)波長(cháng)的精密測量，將波長(cháng)的測量精度提升到千赫茲（kHz）。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然通訊》上。

  基于光學(xué)微腔的孤子微梳在精密光譜學(xué)、光鐘等領(lǐng)域引起了極大研究興趣。但由于環(huán)境和激光噪聲以及微腔中額外非線(xiàn)性效應的影響，孤子微梳的穩定性受到了很大限制，這成為微光梳在實(shí)際應用中的一個(gè)主要障礙。之前的工作中，科學(xué)家們通過(guò)控制材料的折射率或者微腔的幾何尺寸以實(shí)現實(shí)時(shí)反饋，從而穩定并調控光頻梳，這種方法會(huì )引起微腔內所有共振模式同時(shí)近乎均勻的變化，缺乏獨立調控梳齒頻率和重復頻率的能力，這大大限制了微光梳在精密光譜、微波光子、光學(xué)測距等實(shí)際場(chǎng)景中的應用。

  針對這一難題，研究團隊提出了一種新的物理機制實(shí)現了對于光頻梳中心頻率和重復頻率的獨立實(shí)時(shí)調控。通過(guò)引入兩種不同的微腔色散調控手段，該團隊能夠對微腔不同階次的色散進(jìn)行獨立控制，從而實(shí)現光頻梳不同梳齒頻率的全部控制。這種色散調控機制對于目前廣泛研究的氮化硅、鈮酸鋰等不同的集成光子平臺都是普適的。

  研究團隊利用泵浦激光和輔助激光分別獨立控制微腔不同階次的空間模式實(shí)現了泵浦模式頻率的自適應穩定和頻梳重復頻率的獨立調控?；谠摴忸l梳，研究團隊演示了對于任意梳齒頻率的快速、可編程的調控，并將其應用于波長(cháng)的精密測量中，展示了具有千赫茲量級測量精度和多波長(cháng)同時(shí)測量能力的波長(cháng)計。相比于之前的研究成果，研究團隊實(shí)現的測量精度達到了三個(gè)量級的提高。

  該研究成果所展示的可重構的孤子微梳為實(shí)現低成本、芯片集成的光學(xué)頻率標準奠定了基礎，將在精密測量、光鐘、光譜學(xué)及通信等領(lǐng)域得到應用。