Gần đây, nhóm nghiên cứu của Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Giáo sư Dong Chunhua và cộng sự Zou Changling đã đề xuất một cơ chế điều khiển phân tán khoang vi mô phổ quát, để đạt được khả năng điều khiển độc lập thời gian thực của tần số trung tâm lược quang và tần số lặp lại, và áp dụng cho phép đo chính xác bước sóng quang, độ chính xác của phép đo bước sóng tăng lên đến kilohertz (kHz). Các phát hiện đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Soliton microcomb dựa trên các khoang vi quang học đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu lớn trong lĩnh vực quang phổ chính xác và đồng hồ quang học. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiễu môi trường và nhiễu laser và các hiệu ứng phi tuyến tính bổ sung trong khoang vi, độ ổn định của soliton microcomb bị hạn chế rất nhiều, trở thành trở ngại lớn trong ứng dụng thực tế của lược mức ánh sáng yếu. Trong công trình trước đây, các nhà khoa học đã ổn định và kiểm soát lược tần số quang học bằng cách kiểm soát chiết suất của vật liệu hoặc hình dạng của khoang vi để đạt được phản hồi thời gian thực, điều này gây ra những thay đổi gần như đồng đều trong tất cả các chế độ cộng hưởng trong khoang vi cùng một lúc, thiếu khả năng kiểm soát độc lập tần số và sự lặp lại của lược. Điều này hạn chế rất nhiều ứng dụng của lược ánh sáng yếu trong các bối cảnh thực tế của quang phổ chính xác, photon vi sóng, đo khoảng cách quang học, v.v.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một cơ chế vật lý mới để thực hiện quy định thời gian thực độc lập của tần số trung tâm và tần số lặp lại của lược tần số quang học. Bằng cách giới thiệu hai phương pháp điều khiển phân tán khoang vi mô khác nhau, nhóm có thể kiểm soát độc lập sự phân tán của các cấp độ khoang vi mô khác nhau, để đạt được khả năng kiểm soát hoàn toàn các tần số răng khác nhau của lược tần số quang học. Cơ chế điều chỉnh phân tán này là phổ quát cho các nền tảng quang tử tích hợp khác nhau như silicon nitride và lithium niobate, đã được nghiên cứu rộng rãi.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng laser bơm và laser phụ để điều khiển độc lập các chế độ không gian của các bậc khác nhau của khoang vi mô để nhận ra sự ổn định thích ứng của tần số chế độ bơm và điều chỉnh độc lập tần số lặp lại lược tần số. Dựa trên lược quang học, nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng điều chỉnh nhanh, có thể lập trình các tần số lược tùy ý và áp dụng vào phép đo chính xác độ dài sóng, chứng minh một máy đo sóng có độ chính xác đo lường bậc kilohertz và khả năng đo nhiều bước sóng cùng lúc. So với các kết quả nghiên cứu trước đây, độ chính xác đo lường mà nhóm nghiên cứu đạt được đã đạt đến mức cải thiện ba bậc độ lớn.
Các microcom soliton có thể cấu hình lại được chứng minh trong kết quả nghiên cứu này đặt nền tảng cho việc hiện thực hóa các tiêu chuẩn tần số quang tích hợp chip có chi phí thấp, sẽ được ứng dụng trong đo lường chính xác, đồng hồ quang, quang phổ và truyền thông.
Thời gian đăng: 26-09-2023