Kas ir elektrooptiskā modulatora optiskās frekvences ķemme? Pirmā daļa

Optiskās frekvences ķemme ir spektrs, ko veido virkne vienmērīgi izvietotu frekvenču komponentu spektrā, ko var ģenerēt ar režīma bloķēšanas lāzeriem, rezonatoriem vaielektrooptiskie modulatori. Optiskās frekvences ķemmes, ko radaelektrooptiskie modulatoripiemīt augsta atkārtošanās biežuma, iekšējās žāvēšanas un lielas jaudas īpašības utt., ko plaši izmanto instrumentu kalibrēšanā, spektroskopijā vai fundamentālajā fizikā, un pēdējos gados ir piesaistījuši arvien lielāku pētnieku interesi.

Nesen Alexandre Parriaux un citi no Burgendi Universitātes Francijā publicēja pārskata rakstu žurnālā Advances in Optics and Photonics, sistemātiski iepazīstinot ar jaunākajiem pētījumiem un optisko frekvenču ķemmju pielietojumu, ko radaelektrooptiskā modulācija: Tas ietver optiskās frekvences ķemmes ieviešanu, optiskās frekvences ķemmes metodi un īpašības, ko radaelektrooptiskais modulators, un visbeidzot ir uzskaitīti lietojumprogrammu scenārijielektrooptiskais modulatorsOptiskās frekvences ķemme detalizēti, tostarp precizitātes spektra pielietošana, dubultās optiskās ķemmes traucējumi, instrumenta kalibrēšana un patvaļīgas viļņu formas ģenerēšana, un tiek apspriests dažādu lietojumu princips. Visbeidzot, autors sniedz iespēju izmantot elektrooptisko modulatoru optiskās frekvences ķemmes tehnoloģiju.

01 Fons

Šomēnes pagāja pirms 60 gadiem, kad doktors Maimans izgudroja pirmo rubīna lāzeru. Četrus gadus vēlāk Hargrove, Fock un Pollack no Bell Laboratories Amerikas Savienotajās Valstīs bija pirmie, kas ziņoja par aktīvo režīma bloķēšanu, kas panākta hēlija-neona lāzeros, režīma bloķēšanas lāzera spektrs laika domēnā tiek attēlots kā impulsa emisija, frekvenču diapazonā ir virkne diskrētu un vienādu attālumu īsu līniju, kas ir ļoti līdzīga mūsu ikdienas ķemmes lietošanai, tāpēc mēs šo spektru saucam par "optisko frekvenču ķemmi". Apzīmēta kā "optiskās frekvences ķemme".

Pateicoties labām optiskās ķemmes pielietojuma perspektīvām, Nobela prēmija fizikā 2005. gadā tika piešķirta Hansam un Holam, kuri veica novatorisku darbu optiskās ķemmes tehnoloģijā, kopš tā laika optiskās ķemmes attīstība ir sasniegusi jaunu posmu. Tā kā dažādiem lietojumiem ir atšķirīgas prasības attiecībā uz optiskajām ķemmēm, piemēram, jauda, ​​atstarpe starp līnijām un centrālais viļņa garums, tādēļ optisko ķemmes ģenerēšanai ir jāizmanto dažādi eksperimentālie līdzekļi, piemēram, ar režīmu bloķēti lāzeri, mikrorezonatori un elektrooptiskie. modulators.

Zīm. 1 Optiskās frekvenču ķemmes laika domēna spektrs un frekvenču diapazona spektrs
Attēla avots: elektrooptiskās frekvences ķemmes

Kopš optisko frekvenču ķemmju atklāšanas lielākā daļa optisko frekvenču ķemmes ir ražotas, izmantojot režīmā bloķētus lāzerus. Režīmu bloķētos lāzeros tiek izmantots dobums ar τ apgrieziena laiku, lai fiksētu fāzes attiecības starp garenvirziena režīmiem, lai noteiktu lāzera atkārtošanās ātrumu, kas parasti var būt no megaherciem (MHz) līdz gigaherciem ( GHz).

Mikrorezonatora radītā optiskās frekvences ķemme ir balstīta uz nelineāriem efektiem, un turp un atpakaļ laiku nosaka mikrodobuma garums, jo mikrodobuma garums parasti ir mazāks par 1 mm, optiskā frekvence ķemme, ko rada mikrodobums, parasti ir 10 gigaherci līdz 1 terahercam. Ir trīs izplatīti mikrodobumu, mikrotubulu, mikrosfēru un mikrogredzenu veidi. Izmantojot nelineāros efektus optiskajās šķiedrās, piemēram, Brillouin izkliedi vai četru viļņu sajaukšanu, apvienojumā ar mikrodobumiem, var izgatavot optiskās frekvences ķemmes desmitiem nanometru diapazonā. Turklāt optiskās frekvences ķemmes var ģenerēt arī, izmantojot dažus akustiski-optiskos modulatorus.