光频梳正在从实验装置变成元器件
光频梳以极高精度把光频与微波基准联系起来。微腔方案把它缩小到可以嵌入仪器之中。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
光频梳产生一组等间隔、频率精确已知的光谱线——相当于一把光的标尺。该技术获得了 2005 年诺贝尔物理学奖的一部分,而它的头十年是作为占据整张光学平台的实验室装置度过的。
什么改变了它的形态
微腔光频梳在毫米尺度的光学腔中通过非线性相互作用产生梳齿,由连续波泵浦激光驱动。由此得到的器件可以用光子集成技术制造,并封装成元器件。
这就是「计量实验室操作的一台仪器」与「工程师设计进产品的一个元件」之间的差别。
随之而来的应用
光谱学。 双梳光谱在宽光谱范围内同时进行高分辨率吸收测量,且无运动部件,适合气体传感、排放监测与工业过程分析。
光钟与授时。 光频梳把光钟跃迁桥接到可计数的微波频率,这正是光钟成为可用基准的方式。
测距。 基于光频梳的距离测量在长量程上具有高精度,与计量和激光雷达相关。
光通信。 一台器件即可提供许多精确等间隔的载波,在波分复用系统中取代成组的独立激光器。
微波产生。 把光频分频可产生频谱纯度极高的微波信号,在雷达与通信中有用。
什么仍在限制部署
「开机即用」是反复出现的问题。产生稳定的孤子梳,需要把泵浦调到与谐振腔的特定关系上,并在热漂移中维持该状态。实验室系统靠专家干预来管理这一点,产品不能。
集成泵浦激光器、反馈控制,以及管理热环境的封装都已改进,数家公司现已销售封装好的光频梳源。它们能否达到普通元器件的可靠性与成本,仍是未决问题。
模式
这遵循一条熟悉的轨迹:一个物理成果,十年作为仪器存在,然后通过集成与封装,变成一件可以买而不是造的东西。光频梳正处在这一转变的中途,且更接近终点而非起点。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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