דיוק מדידת אורך הגל הוא בסדר גודל של קילו-הרץ

לאחרונה למדו מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, צוות האקדמיה של אוניברסיטת גואו גואנגקאן, פרופסור דונג צ'ונואה ומשתף הפעולה Zou Changling הציעו מנגנון בקרת פיזור מיקרו-חלל אוניברסלי, כדי להשיג שליטה עצמאית בזמן אמת של מרכז מסרק התדר האופטי. תדירות ותדירות חזרות, ומיושמות למדידת דיוק של אורך גל אופטי, דיוק מדידת אורך הגל גדל לקילו-הרץ (kHz). הממצאים פורסמו ב-Nature Communications.
מיקרו-קומבות סוליטון המבוססות על מיקרו-חללים אופטיים משכו עניין מחקרי רב בתחומי הספקטרוסקופיה המדויקת והשעונים האופטיים. עם זאת, בשל השפעת רעשי הסביבה והלייזר והשפעות לא ליניאריות נוספות במיקרו-חלל, היציבות של המיקרו-מסרק הסוליטון מוגבלת מאוד, מה שהופך למכשול עיקרי ביישום המעשי של מסרק רמת האור הנמוך. בעבודה קודמת, המדענים ייצבו ושלטו במסרק התדר האופטי על ידי שליטה במקדם השבירה של החומר או בגיאומטריה של המיקרו-חלל כדי להשיג משוב בזמן אמת, מה שגרם לשינויים כמעט אחידים בכל מצבי התהודה בחלל המיקרו בו זמנית. זמן, חסר יכולת לשלוט באופן עצמאי בתדירות והחזרה של המסרק. זה מגביל מאוד את היישום של המסרק באור נמוך בסצנות מעשיות של ספקטרוסקופיה מדויקת, פוטונים במיקרוגל, טווח אופטי וכו'.

כדי לפתור בעיה זו, צוות המחקר הציע מנגנון פיזי חדש למימוש ויסות עצמאי בזמן אמת של תדר המרכז ותדירות החזרות של מסרק התדר האופטי. על ידי הצגת שתי שיטות שונות של פיזור מיקרו-חלל, הצוות יכול לשלוט באופן עצמאי בפיזור של סדרים שונים של מיקרו-חלל, כדי להשיג שליטה מלאה בתדרים שונים של שיניים של מסרק תדר אופטי. מנגנון ויסות פיזור זה הוא אוניברסלי לפלטפורמות פוטוניות משולבות שונות כמו סיליקון ניטריד וליתיום ניובאט, שנחקרו בהרחבה.

צוות המחקר השתמש בלייזר השאיבה ובלייזר העזר כדי לשלוט באופן עצמאי במצבים המרחביים בסדרים שונים של המיקרו-חלל כדי לממש את היציבות האדפטיבית של תדר מצב השאיבה ואת הוויסות העצמאי של תדר החזרה של מסרק התדר. בהתבסס על המסרק האופטי, צוות המחקר הדגים ויסות מהיר וניתן לתכנות של תדרי מסרק שרירותיים ויישם אותו למדידה מדויקת של אורך גל, תוך הדגמה של מד גל עם דיוק מדידה בסדר גודל של קילו-הרץ ויכולת למדוד מספר אורכי גל בו-זמנית. בהשוואה לתוצאות המחקר הקודמות, דיוק המדידה שהושג על ידי צוות המחקר הגיע לשיפור בשלושה סדרי גודל.

מיקרו-קומבות הסולטון הניתנות להגדרה מחדש, שהוצגו בתוצאות מחקר זה, הניחו את הבסיס למימוש תקני תדר אופטיים משולבים בעלות נמוכה, אשר יחולו במדידה מדויקת, שעון אופטי, ספקטרוסקופיה ותקשורת.