Gần đây, theo nghiên cứu của Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Đổng Xuân Hoa thuộc Đại học Quốc Quang Xán và cộng sự Trâu Trường Linh đã đề xuất một cơ chế điều khiển tán sắc khoang vi mô phổ quát, đạt được khả năng điều khiển độc lập thời gian thực tần số trung tâm và tần số lặp lại của lược quang học, đồng thời áp dụng vào phép đo bước sóng quang học với độ chính xác tăng lên đến kilohertz (kHz). Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Các microcomb soliton dựa trên các vi hốc 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, nhiễu laser và các hiệu ứng phi tuyến bổ sung trong vi hốc, độ ổn định của microcomb soliton bị hạn chế rất nhiều, trở thành một trở ngại lớn trong ứng dụng thực tế của lược mức sáng yếu. Trong các nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã ổn định và điều khiển lược tần số quang học bằng cách điều khiển chiết suất của vật liệu hoặc hình dạng của vi hốc để đạt được phản hồi thời gian thực, điều này gây ra những thay đổi gần như đồng đều ở tất cả các chế độ cộng hưởng trong vi hốc cùng một lúc, thiếu khả năng điều khiển độc lập tần số và độ lặp lại của lược. Điều này hạn chế đáng kể việc ứng dụng lược ánh sáng yếu trong các ứng dụng 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 điều chỉnh độc lập theo thời gian thực tần số trung tâm và tần số lặp lại của lược tần số quang học. Bằng cách giới thiệu hai phương pháp điều khiển tán sắc khoang vi mô khác nhau, nhóm nghiên cứu có thể điều khiển độc lập sự tán sắc của các bậc vi mô khác nhau, từ đó đạt được khả năng kiểm soát hoàn toàn các tần số răng khác nhau của lược tần số quang học. Cơ chế điều chỉnh tán sắc này được ứng dụng rộng rãi trên các nền tảng quang tử tích hợp khác nhau như silicon nitride và lithium niobate, vốn đã được nghiên cứu rộng rãi.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng laser bơm và laser phụ trợ để điều khiển độc lập các chế độ không gian ở các bậc khác nhau của vi hốc, đạt được tính ổn định thích ứng của tần số chế độ bơm và khả năng điều chỉnh độc lập tần số lặp lại của lược tần số. Dựa trên lược quang học, nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng điều chỉnh nhanh chóng, có thể lập trình các tần số lược tùy ý và áp dụng vào phép đo chính xác bước sóng, chứng minh một máy đo sóng có độ chính xác đo lường ở bậc kilohertz và khả năng đo đồng thời nhiều bước sóng. So với các kết quả nghiên cứu trước đây, độ chính xác đo lường mà nhóm nghiên cứu đạt được đã được cải thiện gấp ba bậc.
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 giá rẻ, sẽ được ứng dụng trong đo lường chính xác, đồng hồ quang học, quang phổ học và truyền thông.
Thời gian đăng: 26-09-2023