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天津七部門聯(lián)合發(fā)文 推出14條措施支持企業(yè)并購重組
天津七部門近日聯(lián)合推出14條具體舉措，通過支持[詳細(xì)]
波長測量精度實現(xiàn)千赫茲量級 將應(yīng)用于光學(xué)波長精密測量
2023年01月17日 14:06:12
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4665
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊董春華教授及合作者鄒長鈴等提出一種普適的微腔色散調(diào)控機(jī)制，實現(xiàn)了光頻梳中心頻率和重復(fù)頻率的實時獨(dú)立調(diào)控，并應(yīng)用于光學(xué)波長的精密測量，將波長的測量精度提升到千赫茲（kHz）。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，光波在科學(xué)發(fā)展的領(lǐng)域中也越來越具有重要的地位，很多儀器裝備都與光波，如廣波給食物加熱、遙控等等，在這些應(yīng)用中我們需要不同波長的光波。在選擇光波時，波長則是一個重要的參量，因此對光波波長的測量方法在科學(xué)領(lǐng)域中也是尤為重要。
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。與我們?nèi)粘Ｉ钪械墓猱a(chǎn)生的混雜頻率不同，被稱為“孤子”頻率梳的特殊光源中的每個光頻率都是一致的振蕩，會產(chǎn)生具有一致定時的孤子脈沖。這種頻率梳子的每個齒都是不同顏色的光，它們之間間隔非常精確，以至于能用該系統(tǒng)測量各種現(xiàn)象和特征。
目前，正在開發(fā)的這些梳子的小型化版本(稱為微梳子)有可能增強(qiáng)無數(shù)技術(shù)，包括用于GPS系統(tǒng)、電信、自動駕駛汽車、溫室氣體跟蹤、航天器自主性和超精確計時等。但由于環(huán)境和激光噪聲以及微腔中額外非線性效應(yīng)的影響，孤子微梳的穩(wěn)定性受到了很大限制，這成為微光梳在實際應(yīng)用中的一個主要障礙。
在以往的工作中，科學(xué)家們通過控制材料的折射率或者微腔的幾何尺寸以實現(xiàn)實時反饋，從而穩(wěn)定并調(diào)控光頻梳，這種方法會引起微腔內(nèi)所有共振模式同時近乎均勻的變化，缺乏獨(dú)立調(diào)控梳齒頻率和重復(fù)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)測距等實際場景中的應(yīng)用。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊董春華教授及合作者鄒長鈴等提出一種普適的微腔色散調(diào)控機(jī)制，通過引入兩種不同的微腔色散調(diào)控手段，該團(tuán)隊能夠?qū)ξ⑶徊煌A次的色散進(jìn)行獨(dú)立控制，從而實現(xiàn)光頻梳不同梳齒頻率的全部控制。這種色散調(diào)控機(jī)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(tuán)隊利用泵浦激光和輔助激光分別獨(dú)立控制微腔不同階次的空間模式實現(xiàn)了泵浦模式頻率的自適應(yīng)穩(wěn)定和頻梳重復(fù)頻率的獨(dú)立調(diào)控。基于該光頻梳，研究團(tuán)隊演示了對于任意梳齒頻率的快速、可編程的調(diào)控，并將其應(yīng)用于波長的精密測量中，展示了具有千赫茲量級測量精度和多波長同時測量能力的波長計。相比于之前的研究成果，研究團(tuán)隊實現(xiàn)的測量精度達(dá)到了三個量級的提高。
該研究成果實現(xiàn)了光頻梳中心頻率和重復(fù)頻率的實時獨(dú)立調(diào)控，并應(yīng)用于光學(xué)波長的精密測量，將波長的測量精度提升到千赫茲(kHz)。其所展示的可重構(gòu)的孤子微梳也為實現(xiàn)低成本、芯片集成的光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)，將在精密測量、光鐘、光譜學(xué)及通信等領(lǐng)域得到應(yīng)用。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然通訊》上。
(資料來源：科技日報)
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