【光电通信】光频梳|Nature

今日光电 2023-12-26 18:00

今日光电

     有人说,20世纪是电的世纪,21世纪是光的世纪;知光解电,再小的个体都可以被赋能。追光逐电,光赢未来...欢迎来到今日光电!


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基于光频梳optical-frequency combs (OFCs),可以将稳定的光学参考激光器的相位相干分频到微波域。基于光频梳OFC的时钟装置,将一个梳齿锁定到参考激光器,该激光器通常利用主动伺服,以探测稳定的原子跃迁,这增加了现场时钟应用OFC光子和电子集成的复杂性。
近日,美国国家标准与技术研究院NIST/马里兰国立大学(University of Maryland) Grégory Moille,Kartik Srinivasan等,在Nature上发文,证明了克尔非线性,可以实现基于微谐振器的耗散克尔孤子dissipative Kerr soliton (DKS) 光频梳OFC与外部注入的参考激光的无源、无电子同步。
还提出了理论模型,以解释这种克尔诱导同步Kerr-induced synchronization (KIS),这非常接近基于芯片集成的氮化硅微环谐振器的实验结果。一旦同步,参考激光器捕获光频梳OFC梳齿,使得调谐其频率,提供对光频梳OFC重复率的直接外部控制。
研究还表明,重复率的稳定性,通过期望的分频因子与参考激光器的重复率的稳定性相联系。最后,跨倍频程耗散克尔孤子DKS的克尔诱导同步KIS,表现出了相反色散波的增强,与理论模型一致,并提升了自参考和访问光频梳OFC载波-包络偏移频率。
Kerr-induced synchronization of a cavity soliton to an optical reference. 
克尔诱导同步的腔孤子与光学参考校正。

图1: 钟表机构概念。


图2: 克尔诱导同步Kerr-induced synchronizationKIS的相位锁定。


图3: 同步的实验演示。


图4:仅用参考泵控制耗散克尔孤子dissipative Kerr soliton,DKS重复率。


图5: 在被动同步条件,时钟操作验证。


图6: 载波包络偏移carrier–envelope offset,CEO检测改进:自平衡和较大二次谐波second-harmonic generation,SHG功率。

文献链接
Moille, G., Stone, J., Chojnacky, M. et al. Kerr-induced synchronization of a cavity soliton to an optical reference. Nature 624, 267–274 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06730-0
本文译自Nature。

来源:JAD电介质学术交流


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