Предложен метод получения «частотной гребенки» без лазера накачки

Разница классического подхода к генерированию "частотной гребенки" (а) и нового метода, предложенного учеными (b). Разница классического подхода к генерированию "частотной гребенки" (а) и нового метода, предложенного учеными (b).

Согласно последней работе ученых из Канады, США, Китая и Австралии, встраивание нелинейного микрорезонатора в активный внешний резонатор позволяет генерировать так называемую «частотную гребенку», необходимую во многих практических областях. Работа ученых открывает широкие перспективы для развития метрологии, зондирования и многих других отраслей.

С самого момента открытия лазера более 50 лет назад активно ведется разработка новых источников лазерного излучения.

Важной областью этих исследований является разработка устройства, позволяющего генерировать так называемую «частотную гребенку» (серия частот, равноотстоящих друг от друга).

Такие источники находят применение в самых разных областях, в частности, метрологии, где они могут улучшить точность часов до 1 миллиардной доли секунды в год.

Один из способов создания частотной гребенки – использование параметрических генераторов света, представляющих собой оптические резонаторы, работающие на частотах гребенки. При накачке такой системы соответствующим внешним лазером резонаторы посредством нелинейно-оптических процессов могут создавать несколько новых равномерно распределенных частот. На сегодняшний день ключевая цель исследователей по всему миру – реализовать эти устройства в интегрированной форме, что позволило бы создавать более компактные и экономичные решения (по сравнению с тем, что доступно сегодня).

Весьма перспективным является подход, основанный на микрорезонаторах, т.е. оптических резонаторах, размеры которых находятся в диапазоне до нескольких мкм. Однако работа с ультра-малыми объемами означает, что результирующая частота излучения в этой системе будет сильно зависеть от тепла, индуцированного лазером накачки. В этих условиях для получения хорошего результата требуется непрерывная регулировка длины волны накачки, с помощью которого компенсируется температурное смещение.

До сих пор все решения, предложенные для привязки длины волны накачки к параметрам гребенки, предполагали использование достаточно сложных активных методов стабилизации, что в конечном итоге приводило к нестабильной работе (устройство просто выключалось после нескольких десятков минут работы).

Чтобы решить эту проблему совместная группа ученых из National Institute for Scientific Research (INRS) и Energy Materials Telecommunications Research Centre (EMT) (Канада), а также HiQ Photonics (США), City University of Hong Kong (Китай) и University of Sydney (Австралия) предложила инновационное решение, вообще не предполагающее использование внешней накачки.

В предложенной исследовательской группой схеме сигнал накачки генерируется непосредственно внутри устройства, таким образом, автоматически подстраивая частоту под температурные параметры.

Достигнуть этого удалось с помощью размещения микрорезонатора внутри внешнего активного резонатора, состоящего из оптоволоконной петли с оптическим усилителем.

Преимущество предложенного подхода очевидно: вместо сложной схемы обратной связи и внешнего лазера накачки используется только стандартный оптический усилитель.

В перспективе ученые ожидают, что их решение будет применимо в таких сферах, как метрология, зондирование и построение источников лазерного сигнала сверхвысокой частоты. В перспективе, однако, они планируют несколько оптимизировать схему.

Более подробные детали работы опубликованы в он-лайн издании SPIE.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (6 votes)
Источник(и):

1. spie.org

2. sci-lib.com