Ein optischer Frequenzkamm ist ein Spektrum, das aus einer Reihe gleichmäßig verteilter Frequenzkomponenten im Spektrum besteht und durch modengekoppelte Laser, Resonatoren usw. erzeugt werden kannElektrooptische Modulatoren.Optische Frequenzkämme erzeugt durchElektrooptische Modulatorenweisen die Eigenschaften hoher Wiederholungsfrequenz, interner Zwischentrocknung und hoher Leistung usw. auf, die in der Instrumentenkalibrierung, Spektroskopie oder Grundlagenphysik weit verbreitet sind und in den letzten Jahren immer mehr Interesse bei Forschern geweckt haben.
Kürzlich veröffentlichten Alexandre Parriaux und andere von der Universität Burgendi in Frankreich einen Übersichtsartikel in der Zeitschrift Advances in Optics and Photonics, in dem sie systematisch die neuesten Forschungsfortschritte und Anwendungen von erzeugten optischen Frequenzkämmen vorstelltenelektrooptische Modulation: Es umfasst die Einführung des optischen Frequenzkamms, die Methode und die Eigenschaften des erzeugten optischen FrequenzkammsElektrooptischer Modulatorund zählt schließlich die Anwendungsszenarien von aufElektrooptischer ModulatorDer optische Frequenzkamm wird im Detail erläutert, einschließlich der Anwendung des Präzisionsspektrums, der doppelten optischen Kamminterferenz, der Instrumentenkalibrierung und der Erzeugung beliebiger Wellenformen, und erörtert das Prinzip hinter verschiedenen Anwendungen.Abschließend gibt der Autor einen Ausblick auf die optische Frequenzkammtechnologie des elektrooptischen Modulators.
01 Hintergrund
In diesem Monat ist es 60 Jahre her, dass Dr. Maiman den ersten Rubinlaser erfand.Vier Jahre später berichteten Hargrove, Fock und Pollack von den Bell Laboratories in den Vereinigten Staaten als erste über die aktive Modenkopplung, die bei Helium-Neon-Lasern erreicht wird. Das modenverriegelte Laserspektrum im Zeitbereich wird als Impulsemission dargestellt. Im Frequenzbereich gibt es eine Reihe diskreter und äquidistanter kurzer Linien, die unserem täglichen Gebrauch von Kämmen sehr ähnlich sind. Daher nennen wir dieses Spektrum „optischer Frequenzkamm“.Wird als „optischer Frequenzkamm“ bezeichnet.
Aufgrund der guten Anwendungsaussichten des optischen Kamms wurde der Nobelpreis für Physik im Jahr 2005 an Hansch und Hall verliehen, die Pionierarbeit auf dem Gebiet der optischen Kammtechnologie leisteten. Seitdem hat die Entwicklung des optischen Kamms ein neues Stadium erreicht.Da verschiedene Anwendungen unterschiedliche Anforderungen an optische Kämme stellen, wie z. B. Leistung, Linienabstand und Zentralwellenlänge, hat dies dazu geführt, dass unterschiedliche experimentelle Mittel zur Erzeugung optischer Kämme verwendet werden müssen, wie z. B. modengekoppelte Laser, Mikroresonatoren und elektrooptische Modulator.
FEIGE.1 Zeitbereichsspektrum und Frequenzbereichsspektrum des optischen Frequenzkamms
Bildquelle: Elektrooptische Frequenzkämme
Seit der Entdeckung optischer Frequenzkämme werden die meisten optischen Frequenzkämme mit modengekoppelten Lasern hergestellt.Bei modengekoppelten Lasern wird ein Hohlraum mit einer Umlaufzeit von τ verwendet, um die Phasenbeziehung zwischen Longitudinalmoden festzulegen und so die Wiederholungsrate des Lasers zu bestimmen, die im Allgemeinen zwischen Megahertz (MHz) und Gigahertz liegen kann ( GHz).
Der vom Mikroresonator erzeugte optische Frequenzkamm basiert auf nichtlinearen Effekten, und die Umlaufzeit wird durch die Länge des Mikrohohlraums bestimmt, da die Länge des Mikrohohlraums im Allgemeinen weniger als 1 mm beträgt, die optische Frequenz Der von der Mikrokavität erzeugte Kamm beträgt im Allgemeinen 10 Gigahertz bis 1 Terahertz.Es gibt drei gängige Arten von Mikrokavitäten: Mikrotubuli, Mikrokügelchen und Mikroringe.Mithilfe nichtlinearer Effekte in optischen Fasern wie Brillouin-Streuung oder Vierwellenmischung in Kombination mit Mikrokavitäten können optische Frequenzkämme im Bereich von mehreren zehn Nanometern erzeugt werden.Darüber hinaus können durch den Einsatz einiger akusto-optischer Modulatoren auch optische Frequenzkämme erzeugt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Dezember 2023