اخیراً از دانشگاه علم و فناوری چین، پروفسور دونگ چونهوا و همکارش زو چانگلینگ، از اعضای دانشگاه گوئو گوانگکان، یک مکانیسم کنترل پراکندگی میکروحفره جهانی را پیشنهاد کرده‌اند تا به کنترل مستقل و بلادرنگ فرکانس مرکزی شانه فرکانس نوری و فرکانس تکرار دست یابند و با اعمال آن بر اندازه‌گیری دقیق طول موج نوری، دقت اندازه‌گیری طول موج به کیلوهرتز (کیلوهرتز) افزایش یافته است. این یافته‌ها در مجله Nature Communications منتشر شده است.
میکروشانه‌های سولیتونی مبتنی بر میکروکاواک‌های نوری، توجه زیادی را در زمینه‌های طیف‌سنجی دقیق و ساعت‌های نوری به خود جلب کرده‌اند. با این حال، به دلیل تأثیر نویز محیطی و لیزری و اثرات غیرخطی اضافی در میکروکاواک، پایداری میکروشانه سولیتونی بسیار محدود است که به یک مانع بزرگ در کاربرد عملی شانه سطح پایین نور تبدیل می‌شود. در کار قبلی، دانشمندان شانه فرکانس نوری را با کنترل ضریب شکست ماده یا هندسه میکروکاواک برای دستیابی به بازخورد بلادرنگ تثبیت و کنترل کردند که باعث تغییرات تقریباً یکنواخت در تمام حالت‌های رزونانس در میکروکاواک به طور همزمان شد و فاقد توانایی کنترل مستقل فرکانس و تکرار شانه بود. این امر کاربرد شانه نور پایین را در صحنه‌های عملی طیف‌سنجی دقیق، فوتون‌های مایکروویو، فاصله‌یابی نوری و غیره تا حد زیادی محدود می‌کند.
برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی یک مکانیسم فیزیکی جدید برای تحقق تنظیم مستقل و بلادرنگ فرکانس مرکزی و فرکانس تکرار شانه فرکانس نوری پیشنهاد داد. با معرفی دو روش مختلف کنترل پراکندگی میکروحفره، تیم می‌تواند پراکندگی مرتبه‌های مختلف میکروحفره را به طور مستقل کنترل کند تا به کنترل کامل فرکانس‌های مختلف دندانه شانه فرکانس نوری دست یابد. این مکانیسم تنظیم پراکندگی برای پلتفرم‌های فوتونیک مجتمع مختلف مانند نیترید سیلیکون و نیوبات لیتیوم که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، جهانی است.
تیم تحقیقاتی از لیزر پمپاژ و لیزر کمکی برای کنترل مستقل مدهای فضایی مرتبه‌های مختلف ریزکاواک استفاده کرد تا پایداری تطبیقی فرکانس مد پمپاژ و تنظیم مستقل فرکانس تکرار شانه فرکانسی را محقق سازد. تیم تحقیقاتی بر اساس شانه نوری، تنظیم سریع و قابل برنامه‌ریزی فرکانس‌های شانه دلخواه را نشان داد و آن را برای اندازه‌گیری دقیق طول موج به کار برد و یک موج‌سنج با دقت اندازه‌گیری مرتبه کیلوهرتز و توانایی اندازه‌گیری همزمان چندین طول موج را نشان داد. در مقایسه با نتایج تحقیقات قبلی، دقت اندازه‌گیری به‌دست‌آمده توسط تیم تحقیقاتی به سه مرتبه بهبود رسیده است.
میکروشانه‌های سولیتونی قابل پیکربندی مجدد که در این تحقیق نشان داده شده‌اند، پایه و اساس تحقق استانداردهای فرکانس نوری کم‌هزینه و یکپارچه با تراشه را بنا می‌نهند که در اندازه‌گیری دقیق، ساعت نوری، طیف‌سنجی و ارتباطات کاربرد خواهند داشت.
زمان ارسال: ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۳