微环设备能将连续激光转化为“光梳”
时间:2017-12-08

   微环装置可以转换成连续激光“梳”

  据最近美国物理学家网报道,普渡大学和美国国家标准与技术研究院(NIST)的科学家共同合作开发了一种微环高频器件,将连续的激光转换成大量的超短脉冲该器件足够小,可安装在计算机芯片上,预计将用于先进的传感器,通信系统和实验室设备。

  他们创造的微环谐振器宽约80微米(与人的头发大致相同),并且由氮化硅构成,其与电子学中广泛使用的硅材料兼容。

  普渡大学电子与计算机工程学院教授Andrew Pooh解释说,连续波激光单频激光器是一种非常普通的激光器,它能发出强度恒定的激光束,并通过光纤发射红外光进入然后由波导管导入微环装置,转换成每秒数百亿次频率范围内的各种频率的高频脉冲,这些不同频率的高频脉冲称为梳状因为当它们出现在图案中时,它们看上去就像梳子上的梳子。

  维尼表示,微型梳状发生器与锁模激光器相媲美,能够产生多个频率和短脉冲,但微环设备的优点在于它非常紧凑。

  激光在微环内遇到非线性相互作用,产生可以通过另一光纤从装置发射的新的光梳的频率。科学家说,这种非线性对光梳的生产至关重要。利用非线性,我们可以得到一个频率很高的光梳,包括原始光的频率,其余的是微环中产生的新频率。

  科学家希望通过精确控制光梳的频率,能够有效检测有害物质或污染物的先进光学传感器,用于实验室研究的超灵敏分光镜,以及传送大量信息的基于光子通信系统,这样的光学系统不仅可以提供更高质量的信息,还可以增加带宽。另外,这种光梳技术还可以用于无线通信和雷达应用中的新一代高带宽电子信号。

  尽管其他的梳理技术以前也被其他研究团队所证实,但最新的研究首次使用光学任意波形技术来处理这些频率。维尼是光波形技术的领导者。科学家们能够控制每个谱线的振幅和相位(在焦平面上由光谱镊子或光谱仪捕获的窄长度图案),以理解有两种类型的光梳是高度一致的和部分相干的。研究这个过程的物理学开辟了新的方向。

  接下来,他们希望提取单一梳轴的相位,为研究梳理过程的物理过程提供线索,并以正确的频率制造市场上可买到的器件。

  美国生理学家网络报告(英文)

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