Dải tần quang học là một phổ bao gồm một loạt các thành phần tần số cách đều nhau trên phổ, có thể được tạo ra bởi các laser khóa chế độ, bộ cộng hưởng, hoặcbộ điều biến điện quang. Các lược tần số quang học được tạo ra bởibộ điều biến điện quangChúng có đặc điểm là tần số lặp lại cao, sấy khô bên trong và công suất cao, v.v., được sử dụng rộng rãi trong hiệu chuẩn dụng cụ, quang phổ học hoặc vật lý cơ bản, và đã thu hút sự quan tâm ngày càng nhiều của các nhà nghiên cứu trong những năm gần đây.
Gần đây, Alexandre Parriaux và các cộng sự từ Đại học Burgendi ở Pháp đã công bố một bài báo tổng quan trên tạp chí Advances in Optics and Photonics, giới thiệu một cách có hệ thống những tiến bộ nghiên cứu và ứng dụng mới nhất của các dải tần quang học được tạo ra bởi...điều chế điện quangNội dung bao gồm giới thiệu về lược tần quang học, phương pháp và đặc điểm của lược tần quang học được tạo ra bởi...bộ điều biến điện quangvà cuối cùng liệt kê các kịch bản ứng dụng củabộ điều biến điện quangBài viết trình bày chi tiết về lược tần quang học, bao gồm ứng dụng trong quang phổ chính xác, giao thoa lược tần quang học kép, hiệu chuẩn thiết bị và tạo dạng sóng tùy ý, đồng thời thảo luận về nguyên lý đằng sau các ứng dụng khác nhau. Cuối cùng, tác giả đưa ra triển vọng của công nghệ lược tần quang học điều biến điện quang.
01 Bối cảnh
Cách đây 60 năm, Tiến sĩ Maiman đã phát minh ra laser ruby đầu tiên. Bốn năm sau, Hargrove, Fock và Pollack của Phòng thí nghiệm Bell ở Hoa Kỳ là những người đầu tiên báo cáo về hiện tượng khóa chế độ chủ động đạt được trong laser helium-neon. Phổ laser khóa chế độ trong miền thời gian được biểu diễn dưới dạng phát xạ xung, trong miền tần số là một chuỗi các vạch ngắn rời rạc và cách đều nhau, rất giống với lược tần số mà chúng ta sử dụng hàng ngày, vì vậy chúng ta gọi phổ này là "lược tần số quang học".
Do triển vọng ứng dụng tốt của lược quang học, giải Nobel Vật lý năm 2005 đã được trao cho Hansch và Hall, những người đã có công trình tiên phong trong công nghệ lược quang học, từ đó, sự phát triển của lược quang học đã đạt đến một giai đoạn mới. Vì các ứng dụng khác nhau có những yêu cầu khác nhau đối với lược quang học, chẳng hạn như công suất, khoảng cách giữa các vạch và bước sóng trung tâm, điều này đã dẫn đến nhu cầu sử dụng các phương tiện thực nghiệm khác nhau để tạo ra lược quang học, chẳng hạn như laser khóa chế độ, bộ cộng hưởng vi mô và bộ điều biến điện quang.
Hình 1. Phổ miền thời gian và phổ miền tần số của lược tần số quang học.
Nguồn ảnh: Dải tần số điện quang
Kể từ khi phát hiện ra lược tần số quang học, hầu hết các lược tần số quang học đều được tạo ra bằng cách sử dụng laser khóa chế độ. Trong laser khóa chế độ, một khoang cộng hưởng với thời gian chu kỳ khứ hồi là τ được sử dụng để cố định mối quan hệ pha giữa các chế độ dọc, nhằm xác định tần số lặp lại của laser, thường có thể từ megahertz (MHz) đến gigahertz (GHz).
Dải tần quang học được tạo ra bởi bộ cộng hưởng vi mô dựa trên các hiệu ứng phi tuyến, và thời gian chu kỳ khứ hồi được xác định bởi chiều dài của vi khoang. Vì chiều dài của vi khoang thường nhỏ hơn 1mm, nên dải tần quang học được tạo ra bởi vi khoang thường nằm trong khoảng từ 10 gigahertz đến 1 terahertz. Có ba loại vi khoang phổ biến: vi ống, vi cầu và vi vòng. Bằng cách sử dụng các hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang, chẳng hạn như tán xạ Brillouin hoặc trộn bốn sóng, kết hợp với vi khoang, có thể tạo ra dải tần quang học trong phạm vi hàng chục nanomet. Ngoài ra, dải tần quang học cũng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng một số bộ điều biến quang âm.
Thời gian đăng bài: 18/12/2023