Ang katumpakan ng pagsukat ng wavelength ay nasa order ng kilohertz

Kamakailan lamang ay nalaman mula sa University of Science and Technology of China, na ang pangkat ng akademiko ng University of Guo Guangcan na si Propesor Dong Chunhua at ang kolaborador na si Zou Changling ay nagpanukala ng isang unibersal na mekanismo ng pagkontrol ng micro-cavity dispersion, upang makamit ang real-time na independiyenteng kontrol ng optical frequency comb center frequency at repetition frequency, at inilapat sa katumpakan ng pagsukat ng optical wavelength, ang katumpakan ng pagsukat ng wavelength ay tumaas sa kilohertz (kHz). Ang mga natuklasan ay inilathala sa Nature Communications.
Ang mga soliton microcomb na nakabatay sa optical microcavities ay nakaakit ng malaking interes sa pananaliksik sa mga larangan ng precision spectroscopy at optical clock. Gayunpaman, dahil sa impluwensya ng ingay sa kapaligiran at laser at karagdagang mga nonlinear na epekto sa microcavity, ang katatagan ng soliton microcomb ay lubhang limitado, na nagiging isang pangunahing balakid sa praktikal na aplikasyon ng low light level comb. Sa mga nakaraang gawain, pinatatag at kinontrol ng mga siyentipiko ang optical frequency comb sa pamamagitan ng pagkontrol sa refractive index ng materyal o sa geometry ng microcavity upang makamit ang real-time feedback, na nagdulot ng halos pare-parehong mga pagbabago sa lahat ng resonance mode sa microcavity nang sabay-sabay, na kulang sa kakayahang malayang kontrolin ang frequency at pag-uulit ng comb. Lubos nitong nililimitahan ang aplikasyon ng low-light comb sa mga praktikal na eksena ng precision spectroscopy, microwave photons, optical ranging, atbp.

Upang malutas ang problemang ito, iminungkahi ng pangkat ng pananaliksik ang isang bagong pisikal na mekanismo upang maisakatuparan ang independiyenteng real-time na regulasyon ng center frequency at ang repetition frequency ng optical frequency comb. Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng dalawang magkaibang paraan ng pagkontrol sa micro-cavity dispersion, maaaring malayang kontrolin ng pangkat ang dispersion ng iba't ibang order ng micro-cavity, upang makamit ang ganap na kontrol sa iba't ibang frequency ng ngipin ng optical frequency comb. Ang mekanismong ito ng regulasyon ng dispersion ay pangkalahatan sa iba't ibang integrated photonic platform tulad ng silicon nitride at lithium niobate, na malawakang pinag-aralan.

Ginamit ng pangkat ng pananaliksik ang pumping laser at ang auxiliary laser upang malayang kontrolin ang mga spatial mode ng iba't ibang order ng microcavity upang maisakatuparan ang adaptive stability ng pumping mode frequency at ang malayang regulasyon ng frequency comb repetition frequency. Batay sa optical comb, ipinakita ng pangkat ng pananaliksik ang mabilis at programmable na regulasyon ng arbitrary comb frequencies at inilapat ito sa katumpakan ng pagsukat ng haba ng alon, na nagpapakita ng isang wavemeter na may katumpakan ng pagsukat na nasa order ng kilohertz at ang kakayahang sukatin ang maraming wavelength nang sabay-sabay. Kung ikukumpara sa mga nakaraang resulta ng pananaliksik, ang katumpakan ng pagsukat na nakamit ng pangkat ng pananaliksik ay umabot sa tatlong order ng magnitude na pagpapabuti.

Ang mga reconfigureable soliton microcomb na ipinakita sa resulta ng pananaliksik na ito ay naglatag ng pundasyon para sa pagsasakatuparan ng mga low-cost, chip integrated optical frequency standards, na ilalapat sa precision measurement, optical clock, spectroscopy at communication.