来源:谷歌学术
一种新的片上频梳将耦合谐振器与电光频梳相结合,以提高频率梳的效率并提高带宽。
片上激光频率梳——像梳子上的牙齿一样同时发射多个频率或颜色的光的激光器——是一系列应用的有前途的技术,包括环境监测、光学计算、天文学和计量学。然而,片上频率梳仍然受到一个严重问题的限制——它们并不总是有效的。有几种方法可以缓解效率问题,但它们都受到权衡的影响。例如,梳子可以具有高效率或宽带宽,但不能两者兼而有之。多年来,无法设计一种既高效又广泛的片上激光频率梳子,这阻碍了研究人员的障碍,并阻碍了这些设备的广泛商业化。
现在,来自哈佛大学John A.的一个团队。保尔森工程与应用科学学院(SEAS)开发了一种电光频率梳,其效率是之前最先进版本的100倍,其带宽是其两倍以上。
SEAS电气工程教授、该研究高级作者Marko Lončar表示,他们的设备为实用的光频梳发生器铺平了道路,并为新的应用打开了大门。它还为研究光学物理学的新领域提供了一个平台。
这项研究发表在《自然光子学》上。
这一进步建立在Lončar和他的团队之前的研究基础上。
2019年,Lončar和他的实验室演示了第一个可以用微波炉控制的稳定的片上频率梳。这种所谓的电光频率梳子建立在Lončar实验室开创的铌酸锂平台上,横跨整个电信带宽,但效率有限。2021年,该团队开发了一种耦合谐振器设备来控制光流,并使用它们来演示片上变频器——这种设备可以以近100%的效率改变光的颜色。
最新研究应用这两个概念来解决基于谐振器的电光频梳的挑战:效率带宽权衡。
“他们证明,通过将这两种方法——耦合谐振器与电光频梳相结合——他们可以在不牺牲带宽的情况下大大提高效率。事实上,他们实际上提高了带宽,”
SEAS前博士后研究员、论文共同第一作者Mengjie Yu表示,他们发现,当将梳子源的性能提高到这个水平时,该设备开始以全新的状态运行,将电光频梳生成过程与更传统的克尔频率梳方法相结合。
Yu目前是南加州大学的助理教授。
这种新梳子可以在高功率下产生超快飞秒脉冲。与高效率和宽带一起,该设备可用于天文学、光学计算、测距和光学计量学。
该研究由Brandon Buscaino、Neil Sinclair、Di Zhu、Rebecca Cheng、Amirhassan Shams-Ansari、Linbo Shao、Mian Zhang和Joseph M共同撰写。
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