Частотная гребенка

Частотная гребенка или спектральная гребенка представляет собой спектр , состоящий из дискретных и регулярно расположенных спектральных линий . В оптике гребенка частот может генерироваться некоторыми лазерными источниками.

Существует ряд механизмов получения гребенки оптических частот, включая периодическую модуляцию (по амплитуде и/или фазе) непрерывного лазера , четырехволновое смешивание в нелинейных средах или стабилизацию последовательности импульсов, генерируемой генератором с синхронизацией мод. лазер . Много работы было посвящено этому последнему механизму, который был разработан на рубеже XXI века и в конечном итоге привел к тому, что половина Нобелевской премии по физике была разделена между Джоном Л. Холлом и Теодором В. Хэншем в 2005 году. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

гребенку Дирака Представление идеальной частотной гребенки в частотной области похоже на — серию дельта-функций, расположенных в соответствии с

f_{n}=f_{0}+n\,f_{r},

где $n$ целое число, $f_{r}$ - расстояние между зубцами гребенки (равное частоте повторения лазера с синхронизацией мод или, альтернативно, частоте модуляции), и $f_{0}$ – частота смещения несущей, которая меньше $f_{r}$ .

Гребни, охватывающие октаву по частоте (т. е. коэффициент два), можно использовать для непосредственного измерения (и коррекции дрейфа) $f_{0}$ . Таким образом, гребенки с охватом октав можно использовать для управления пьезоэлектрическим зеркалом с фазовой коррекцией несущей и огибающей в контуре обратной связи . гребенки Любой механизм, с помощью которого две степени свободы ( $f_{r}$ и $f_{0}$ ) стабилизированы, генерирует гребенку, которая полезна для преобразования оптических частот в радиочастоты для прямого измерения оптической частоты.

Поколение

Использование лазера с синхронизацией мод

Самый популярный способ создания гребенки частот — использование лазера с синхронизацией мод . Такие лазеры производят серию оптических импульсов, разделенных во времени временем прохождения резонатора лазера туда и обратно. Спектр такой последовательности импульсов аппроксимирует серию дельта-функций Дирака, разделенных частотой повторения (обратной времени прохождения туда и обратно) лазера. Эта серия резких спектральных линий называется частотной гребенкой или частотной гребенкой Дирака .

Наиболее распространенными лазерами, используемыми для генерации гребенки частот, являются твердотельные лазеры на титан-сапфире или волоконные лазеры на эрбии. ^{[ 4 ]} с частотой повторения обычно от 100 МГц до 1 ГГц ^{[ 5 ]} или даже доходить до 10 ГГц. ^{[ 6 ]}

Использование четырехволнового смешивания

Четырехволновое смешение — это процесс, при котором интенсивный свет трех частот $f_{1},f_{2},f_{3}$ взаимодействуют, создавая свет на четвертой частоте $f_{4}=f_{1}+f_{2}-f_{3}$ . Если три частоты являются частью идеально разнесенной гребенки частот, то математически необходимо, чтобы четвертая частота также была частью той же гребенки.

Начиная с интенсивного света на двух или более равноотстоящих частотах, этот процесс может генерировать свет на все большем количестве различных равноотстоящих частот. Например, если фотонов много на двух частотах $f_{1},f_{2}$ , четырехволновое смешение могло бы генерировать свет на новой частоте $2f_{1}-f_{2}$ . Эта новая частота будет постепенно становиться более интенсивной, и впоследствии свет может каскадно переходить на все новые и новые частоты в одной и той же гребенке.

Поэтому концептуально простой способ сделать гребенку оптических частот — взять два мощных лазера немного разной частоты и одновременно просветить их через фотонно-кристаллическое волокно . Это создает гребенку частот путем четырехволнового смешивания, как описано выше. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

В микрорезонаторах

Альтернативный вариант гребенки частот на основе четырехволнового смешения известен как гребенка частот Керра . Здесь один лазер соединен с микрорезонатором (например, микроскопическим стеклянным диском, имеющим режимы шепчущей галереи ). Такая структура, естественно, имеет ряд резонансных мод с примерно одинаково расположенными частотами (аналогично интерферометру Фабри – Перо ). К сожалению, резонансные моды не совсем одинаково разнесены из-за дисперсии . Тем не менее, описанный выше эффект четырехволнового смешивания может создать и стабилизировать идеальную гребенку частот в такой структуре. ^{[ 9 ]} По сути, система генерирует идеальную гребенку, которая максимально перекрывает резонансные моды. Фактически, нелинейные эффекты могут смещать резонансные моды, чтобы еще больше улучшить перекрытие с помощью идеальной гребенки. (Частоты резонансных мод зависят от показателя преломления, который изменяется под действием оптического эффекта Керра .)

Во временной области, в то время как лазеры с синхронизацией мод почти всегда излучают серию коротких импульсов, гребенки частоты Керра обычно этого не делают. ^{[ 10 ]} Однако особый подтип частотной гребенки Керра, в котором «резонаторный солитон в микрорезонаторе формируется », действительно излучает серию импульсов. ^{[ 11 ]}

Использование электрооптической модуляции лазера непрерывного действия

Гребенку оптических частот можно создать путем модуляции амплитуды и/или фазы непрерывного лазера с помощью внешнего модулятора, управляемого источником радиочастоты. ^{[ 12 ]} Таким образом, гребенка частот центрируется вокруг оптической частоты, обеспечиваемой лазером непрерывного действия, а частота модуляции или частота повторения задается внешним источником радиочастоты. Преимущество этого метода состоит в том, что он может достигать гораздо более высоких частот повторения (> 10 ГГц), чем при использовании лазеров с синхронизацией мод, а две степени свободы гребенки можно устанавливать независимо. ^{[ 13 ]} Количество линий меньше, чем у лазера с синхронизацией мод (обычно несколько десятков), но полосу пропускания можно значительно расширить с помощью нелинейных волокон. ^{[ 14 ]} Этот тип гребенки оптических частот обычно называют электрооптической гребенкой частот. ^{[ 15 ]} В первых схемах использовался фазовый модулятор внутри интегрированного резонатора Фабри – Перо. ^{[ 16 ]} но с развитием электрооптических модуляторов возможны новые устройства.

Низкочастотные гребенки с использованием электроники

Чисто электронное устройство, генерирующее серию импульсов, также генерирует гребенку частот. Они производятся для электронных стробоскопических осциллографов , но также используются для сравнения частот микроволн, поскольку они достигают частоты до 1 ТГц. Поскольку они включают 0 Гц, им не нужны хитрости, о которых пойдет речь в остальной части этой статьи.

Расширение до одной октавы

Для многих приложений гребенку необходимо расширить как минимум до октавы : ^{[ нужна ссылка ]} то есть самая высокая частота в спектре должна быть как минимум в два раза ниже самой низкой частоты. Можно использовать одну из трёх техник:

генерация суперконтинуума путем сильной автофазовой модуляции в нелинейном фотонно-кристаллическом волокне или интегрированном волноводе
Ti:сапфировый лазер, использующий внутрирезонаторную автофазовую модуляцию
вторая гармоника может быть сгенерирована в длинном кристалле, так что при последовательной генерации суммарной частоты и генерации разностной частоты спектр первой и второй гармоник расширяется до тех пор, пока они не перекроются.

Эти процессы генерируют новые частоты на той же гребенке по тем же причинам, что обсуждались выше .

Измерение смещения несущей-огибающей

возрастающее смещение между оптической фазой и максимумом огибающей оптического Справа видно импульса. Каждая линия смещается от гармоники частоты повторения на частоту смещения несущей-огибающей. Частота смещения несущей-огибающей — это скорость, с которой пик несущей частоты смещается от пика огибающей импульса от импульса к импульсу.

Измерение частоты смещения несущей-огибающей обычно выполняется с помощью метода самореференции, при котором фаза одной части спектра сравнивается с ее гармоникой. Различные возможные подходы к управлению фазой смещения несущей-огибающей были предложены в 1999 году. ^{[ 17 ]} Два простейших подхода, требующих только одного нелинейного оптического процесса, описаны ниже.

В методе « f − 2 f » свет на стороне с более низкой энергией расширенного спектра удваивается с использованием генерации второй гармоники (ГВГ) в нелинейном кристалле, и гетеродинное между ним и светом той же длины волны генерируется биение. на верхней энергетической стороне спектра. Этот сигнал биений, обнаруживаемый фотодиодом , ^{[ 18 ]} включает компонент разностной частоты, который представляет собой частоту смещения несущей-огибающей.

Концептуально, свет на частоте $f_{n}=f_{0}+n\,f_{r}$ удваивается до $2f_{n}=2f_{0}+2n\,f_{r}$ и смешанный со светом очень похожей частоты $f_{2n}=f_{0}+2n\,f_{r}$ производить биение сигнала на частоте $2f_{n}-f_{2n}=f_{0}.$ На практике это не делается на одной частоте. $f_{n}$ но с диапазоном $n$ значения, но эффект тот же

В качестве альтернативы можно использовать генерацию разностной частоты (DFG). Из света на противоположных концах расширенного спектра в нелинейном кристалле генерируется разностная частота, и гетеродинное измеряется биение между этим продуктом смешения и светом на той же длине волны исходного спектра. Эта частота биений, обнаруживаемая фотодиодом , является частотой смещения несущей огибающей.

Здесь свет на частотах $f_{n}$ и $f_{2n}$ смешивается для получения света на частоте $n\,f_{r}$ . Затем он смешивается со светом на частоте $f_{n}=f_{0}+n\,f_{r}$ для создания частоты биений $f_{n}-n\,f_{r}=f_{0}.$ Это позволяет избежать необходимости удвоения частоты за счет второго этапа оптического смешивания. Опять же, практическая реализация использует ряд $n$ ценности, а не единственные.

Потому что непосредственно измеряется фаза , а не частота, то можно выставить частоту на ноль и дополнительно зафиксировать фазу, но потому что интенсивность лазера и этого детектора не очень стабильна, и потому что весь спектр бьется синфазно , ^{[ 19 ]} необходимо зафиксировать фазу на некоторой части частоты повторения.

Управление смещением несущей-огибающей

В отсутствие активной стабилизации частота повторения и частота смещения несущей-огибающей могут свободно дрейфовать. Они меняются в зависимости от изменения длины резонатора, показателя преломления лазерной оптики и нелинейных эффектов, таких как эффект Керра . Частоту повторения можно стабилизировать с помощью пьезоэлектрического преобразователя, который перемещает зеркало и изменяет длину резонатора.

В титан-сапфировых лазерах, использующих призмы для управления дисперсией, частотой смещения несущей-огибающей можно управлять путем наклона зеркала с высоким отражателем на конце пары призм. Это можно сделать с помощью пьезоэлектрических преобразователей.

модуляция мощности накачки с помощью акустооптического модулятора В кольцевых лазерах на титан-сапфире с высокой частотой повторения, в которых для управления дисперсией часто используются зеркала с двойным чирпом, для управления частотой смещения часто используется . Сдвиг фазы сильно зависит от эффекта Керра, и, изменяя мощность накачки, изменяется пиковая интенсивность лазерного импульса и, следовательно, величина фазового сдвига Керра. Этот сдвиг намного меньше 6 рад, поэтому необходимо дополнительное устройство для грубой регулировки. Для этой цели можно использовать пару клиньев, один из которых входит или выходит из внутрирезонаторного лазерного луча.

Прорывом, который привел к практической гребенке частот, стала разработка технологии стабилизации частоты смещения несущей-огибающей.

Альтернативой стабилизации частоты смещения несущей-огибающей является ее полное устранение с помощью генерации разностной частоты (DFG). Если разностная частота света противоположных концов расширенного спектра генерируется в нелинейном кристалле, результирующая гребенка частот не имеет смещения несущей-огибающей, поскольку две спектральные части, вносящие вклад в DFG, имеют одну и ту же частоту смещения несущей-огибающей (CEO частота). Впервые это было предложено в 1999 году. ^{[ 17 ]} и продемонстрирован в 2011 году с использованием гребенки частот из эрбиевого волокна на длине волны телекоммуникаций. ^{[ 20 ]} Преимущество этого простого подхода заключается в том, что не требуется электронная петля обратной связи, как в традиционных методах стабилизации. Он обещает быть более надежным и устойчивым к воздействиям окружающей среды. ^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}

Приложения

Гребень частот обеспечивает прямую связь от стандартов радиочастот с оптическими частотами. Современные стандарты частоты, такие как атомные часы, работают в микроволновой области спектра, а гребенка частот переносит точность таких часов в оптическую часть электромагнитного спектра. Простая электронная петля обратной связи может привязать частоту повторения к стандарту частоты.

Есть два различных применения этой техники. Одним из них являются оптические часы , в которых оптическая частота перекрывается с одним зубцом гребенки на фотодиоде, а радиочастота сравнивается с тактовым сигналом, частотой повторения и частотой CEO (смещение несущей-огибающей). Приложения для метода частотной гребенки включают оптическую метрологию , генерацию частотных цепочек, оптические атомные часы , высокоточную спектроскопию и более точную GPS . технологию ^{[ 24 ]}

Другой проводит эксперименты с импульсами в несколько циклов , такими как ионизация над порогом , аттосекундные импульсы , высокоэффективная нелинейная оптика или генерация высоких гармоник . Это могут быть одиночные импульсы, так что гребенки не существует, и поэтому невозможно определить частоту смещения несущей-огибающей, скорее важна фаза смещения несущей-огибающей. К установке можно добавить второй фотодиод для сбора фазы и амплитуды за один кадр, или можно использовать генерацию разностной частоты для даже фиксации смещения в одном кадре, хотя и с низкой энергоэффективностью.

Без настоящей гребенки можно посмотреть зависимость фазы от частоты. Без смещения несущей и огибающей все частоты являются косинусами. Это означает, что все частоты имеют нулевую фазу. Начало времени произвольно. Если импульс приходит позже, фаза увеличивается линейно с частотой, но фаза нулевой частоты все равно равна нулю. Эта фаза на нулевой частоте представляет собой сдвиг несущей относительно огибающей. Вторая гармоника имеет не только вдвое большую частоту, но и вдвое большую фазу. Таким образом, для импульса с нулевым смещением вторая гармоника низкочастотного хвоста находится в фазе с основной гармоникой высокочастотного хвоста, а в противном случае — нет. Спектральная фазовая интерферометрия для прямой реконструкции электрического поля (SPIDER) измеряет, как фаза увеличивается с частотой, но не может определить смещение, поэтому название «реконструкция электрического поля» немного вводит в заблуждение.

В последние годы гребенка частот вызывает интерес в приложениях астрогребенки , расширяя использование этой техники в качестве спектрографического наблюдательного инструмента в астрономии .

Существуют и другие приложения, которым не требуется привязывать частоту смещения несущей к радиочастотному сигналу. ^{[ 25 ]} К ним относятся, среди прочего, оптическая связь, ^{[ 26 ]} синтез оптических сигналов произвольной формы, ^{[ 27 ]} спектроскопия (особенно спектроскопия с двумя гребенками) ^{[ 28 ]} или радиочастотная фотоника. ^{[ 13 ]}

С другой стороны, гребенки оптических частот нашли новые применения в дистанционном зондировании. Были разработаны дальномерные лидары на основе двойной гребенчатой спектроскопии, позволяющие проводить измерения дальности с высоким разрешением и высокой скоростью обновления. ^{[ 29 ]} Гребенки оптических частот также можно использовать для измерения выбросов парниковых газов с высокой точностью. Например, в 2019 году ученые из НИСТ применили спектроскопию для количественной оценки выбросов метана на месторождениях нефти и газа. ^{[ 30 ]}. Совсем недавно был успешно продемонстрирован лидар парниковых газов на основе электрооптических гребенок. ^{[ 31 ]}

История

Частотная гребенка была предложена в 2000 году. До ее появления ЭМ-спектр был разделен на электронный/радиочастотный диапазон и оптический/лазерный диапазон частот. Радиочастотный диапазон имел точные частотомеры , позволяющие с высокой точностью измерять абсолютную частоту. В оптическом диапазоне такого устройства нет. Эти два диапазона разделены частотным интервалом в $10^{5}\times$ .

До гребенки частот единственным способом преодолеть разрыв были цепочки гармонических частот, которые удваивали радиочастоту за 15 ступеней, достигая умножения частоты на 15 ступеней. $2^{15}=10^{4.5}$ . Однако они были большими и дорогими в эксплуатации. Частотной гребенке удалось устранить этот пробел за один этап. ^{[ 32 ]}

Теодор В. Хэнш и Джон Л. Холл получили половину Нобелевской премии по физике 2005 года за вклад в развитие прецизионной лазерной спектроскопии, включая метод оптической гребенки частот. Другая половина премии досталась Рою Глауберу .

Также в 2005 году метод фемтосекундной гребенки был распространен на крайний ультрафиолетовый диапазон, что позволило проводить измерения частоты в этой области спектра. ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}^{[ 35 ]}^{[ 36 ]}

См. также

Ссылки

^ Холл, Джон Л. (2006). «Нобелевская лекция: Определение и измерение оптических частот» . Обзоры современной физики . 78 (4): 1279–1295. Бибкод : 2006RvMP...78.1279H . дои : 10.1103/revmodphys.78.1279 .
^ Хэнш, Теодор В. (2006). «Нобелевская лекция: страсть к точности». Обзоры современной физики . 78 (4): 1297–1309. Бибкод : 2006RvMP...78.1297H . CiteSeerX 10.1.1.208.7371 . дои : 10.1103/revmodphys.78.1297 .
^ «Нобелевская премия по физике 2005» . www.nobelprize.org . Проверено 16 ноября 2017 г.
^ Адлер, Флориан; Муцурис, Константинос; Лейтенсторфер, Альфред; Шнац, Харальд; Липпхардт, Бургхард; Гроше, Гезине; Таузер, Флориан (29 ноября 2004 г.). «Двухветвевая волоконная лазерная система с фазовой синхронизацией, легированная эрбием, для долговременных прецизионных измерений оптических частот» . Оптика Экспресс . 12 (24): 5872–80. Бибкод : 2004OExpr..12.5872A . дои : 10.1364/OPEX.12.005872 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 19488226 .
^ Ма, Лун-Шэн; Би, Чжии; Бартельс, Альбрехт; и др. (2004). «Синтез оптических частот и сравнение с неопределенностью на уровне 10». ⁻¹⁹ Уровень» (PDF) . Science . 303 (5665): 1843–1845. Bibcode : 2004Sci...303.1843M doi : 10.1126 /science.1095092 . PMID 15031498. . S2CID 15978159 .
^ Бартельс, Альбрехт (14 июля 2009 г.). «Самосвязываемая оптическая гребенка частот 10 ГГц» . Наука . 326 (5953): 681. Бибкод : 2009Sci...326..681B . CiteSeerX 10.1.1.668.1986 . дои : 10.1126/science.1179112 . ПМИД 19900924 . S2CID 30199867 .
^ Боджио, JC; Моро, С.; Виндмиллер-младший; Златанович, С.; Мысливец, Е.; Алик, Н.; Радич, С. (2009). «Гречка оптических частот, генерируемая четырехволновым смешением в сильно нелинейных волокнах» . Клео/Келс 2009 : 1–2.
^ Сефлер, Джорджия; Китаяма, К. (1998). «Генерация частотной гребенки путем четырехволнового смешения и роль дисперсии волокна». Журнал световых технологий . 16 (9): 1596–1605. Бибкод : 1998JLwT...16.1596S . дои : 10.1109/50.712242 .
^ П. Дель'Хэй ; А. Шлиссер; О. Арсисет; Т. Уилкен; Р. Хольцварт; Ти Джей Киппенберг (2007). «Генерация гребенки оптических частот из монолитного микрорезонатора». Природа . 450 (7173): 1214–1217. arXiv : 0708.0611 . Бибкод : 2007Natur.450.1214D . дои : 10.1038/nature06401 . ПМИД 18097405 . S2CID 4426096 .
^ Жером Фаист; и др. (2016). «Квантовые каскадные лазерные частотные гребенки». Нанофотоника . 5 (2): 272. arXiv : 1510.09075 . Бибкод : 2016Nanop...5...15F . дои : 10.1515/nanoph-2016-0015 . S2CID 119189132 . «В отличие от лазеров с синхронизацией мод, гребенки частот на основе микрорезонаторов (также называемые гребенками Керра) могут демонстрировать сложные фазовые соотношения между модами, которые не соответствуют излучению одиночных импульсов, оставаясь при этом высококогерентными [8]».
^ Эндрю М. Вайнер (2017). «Частотные гребенки: солитоны резонаторов достигают совершеннолетия». Природная фотоника . 11 (9): 533–535. дои : 10.1038/nphoton.2017.149 . S2CID 126121332 .
^ Мурата, Х.; Моримото, А.; Кобаяши, Т.; Ямамото, С. (1 ноября 2000 г.). «Генерация оптических импульсов методом электрооптической модуляции и ее применение в интегральных генераторах ультракоротких импульсов». Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 6 (6): 1325–1331. Бибкод : 2000IJSTQ...6.1325M . дои : 10.1109/2944.902186 . ISSN 1077-260X . S2CID 41791989 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Торрес-Компани, Виктор; Вайнер, Эндрю М. (май 2017 г.). «Технология гребенки оптических частот для сверхширокополосной радиочастотной фотоники». Обзоры лазеров и фотоники . 8 (3): 368–393. arXiv : 1403.2776 . дои : 10.1002/lpor.201300126 . S2CID 33427587 .
^ Ву, Руи; Торрес-Компани, Виктор; Леэрд, Дэниел Э.; Вайнер, Эндрю М. (11 марта 2013 г.). «Генерация плоской гребенки оптических частот 10 ГГц на основе суперконтинуума» . Оптика Экспресс . 21 (5): 6045–6052. Бибкод : 2013OExpr..21.6045W . дои : 10.1364/OE.21.006045 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 23482172 .
^ Меткалф, Эй Джей; Торрес-Компани, В.; Леэрд, Делавэр; Вайнер, AM (1 ноября 2013 г.). «Мощный электрооптический гребенчатый генератор частот с широкой перестройкой» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 19 (6): 231–236. Бибкод : 2013IJSTQ..19..231M . дои : 10.1109/JSTQE.2013.2268384 . ISSN 1077-260X . S2CID 37911312 .
^ Кобаяши, Т.; Суэта, Т.; Чо, Ю.; Мацуо, Ю. (15 октября 1972 г.). «Генератор оптических импульсов с высокой частотой повторения с использованием электрооптического модулятора Фабри-Перо». Письма по прикладной физике . 21 (8): 341–343. Бибкод : 1972АпФЛ..21..341К . дои : 10.1063/1.1654403 . ISSN 0003-6951 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Телле, HR; Штайнмейер, Г.; Данлоп, AE; Стенджер, Дж.; Саттер, Д.Х.; Келлер, У. (октябрь 1999 г.). «Управление фазой смещения несущей-огибающей: новая концепция измерения абсолютной оптической частоты и генерации сверхкоротких импульсов» (PDF) . Прил. Физ. Б. 69 (4): 327–332. дои : 10.1007/s003400050813 .
^ Ху, Юэ; и др. (15 марта 2017 г.). «Вычислительное исследование преобразования амплитуды в фазу в модифицированном фотодетекторе с унитарным носителем» (PDF) . Журнал IEEE Photonics . 9 (2) 2682251. arXiv : 1702.07732 . Бибкод : 2017IPhoJ...982251H . дои : 10.1109/JPHOT.2017.2682251 . S2CID 19450831 .
^ Раушенбергер, Йенс (24 апреля 2007 г.). Фазостабилизированные ультракороткие лазерные системы для спектроскопии (PDF) (кандидатская диссертация). Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана . дои : 10.5282/edoc.7110 . Проверено 7 июля 2024 г.
^ Г. Краусс, Д. Ференбахер, Д. Брида, К. Риек, А. Селл, Р. Хубер, А. Лейтенсторфер (2011). «Полностью пассивная фазовая синхронизация компактной эрби-волоконной лазерной системы» , опт. Летт. , 36, 540.
^ Т. Фудзи, А. Аполонски, Ф. Крауш (2004). «Самостабилизация фазы смещения несущей-огибающей с помощью генерации разностной частоты» , Опт. Летт. , 29, 632.
^ М. Циммерманн, К. Голе, Р. Хольцварт, Т. Удем, Т. В. Хэнш (2004). «Оптический часовой механизм с гребенкой разностных частот без смещения: точность формирования суммы и разностных частот» , Опт. Летт. , 29, 310.
^ «Введена в эксплуатацию лазерная гребенка частот HARPS» . Европейская южная обсерватория. 22 мая 2015 г.
^ Гребень оптических частот для размерной метрологии, атомной и молекулярной спектроскопии и точного учета времени. Архивировано 27 июня 2013 г. в Wayback Machine.
^ Ньюбери, Натан Р. (2011). «Ищем приложения мелкой расческой». Природная фотоника . 5 (4): 186–188. Бибкод : 2011NaPho...5..186N . дои : 10.1038/nphoton.2011.38 .
^ Темпрана, Э.; Мысливец, Е.; Куо, БП-П.; Лю, Л.; Атайе, В.; Алик, Н.; Радич, С. (26 июня 2015 г.). «Преодоление ограничения пропускной способности, вызванного Керром, при передаче по оптоволоконному кабелю». Наука . 348 (6242): 1445–1448. Бибкод : 2015Sci...348.1445T . дои : 10.1126/science.aab1781 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 26113716 . S2CID 41906650 .
^ Кандифф, Стивен Т.; Вайнер, Эндрю М. (2010). «Генерация оптических сигналов произвольной формы». Природная фотоника . 4 (11): 760–766. Бибкод : 2010NaPho...4..760C . дои : 10.1038/nphoton.2010.196 .
^ Коддингтон, Ян; Ньюбери, Натан; Суонн, Уильям (20 апреля 2016 г.). «Двугребенчатая спектроскопия» . Оптика . 3 (4): 414–426. Бибкод : 2016Оптика...3..414C . дои : 10.1364/OPTICA.3.000414 . ISSN 2334-2536 . ПМК 8201420 . ПМИД 34131580 .
^ Нюрнберг, Якоб; Вилленберг, Бенджамин; Филлипс, Кристофер Р.; Келлер, Урсула (2 августа 2021 г.). «Двойная гребенка с частотными гребенками от автономных лазерных генераторов с одним резонатором» . Оптика Экспресс . 29 (16): 24910. Бибкод : 2021OExpr..2924910N . дои : 10.1364/OE.428051 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 34614835 .
^ [электронная почта защищена] (31 декабря 2009 г.). «Оптические частотные гребенки» . НИСТ . Проверено 16 февраля 2022 г.
^ Патиньо Росас, Уильям; Сезар, Николя (2024). «Мониторинг парниковых газов с помощью лидара IPDA на базе двухгребенчатого спектрометра» . Оптика Экспресс . 32 (8): 13614. Бибкод : 2024OExpr..3213614P . дои : 10.1364/oe.515543 . ПМИД 38859327 . Проверено 2 апреля 2024 г.
^ Диддамс, Скотт А.; Вахала, Керри; Удем, Томас (17 июля 2020 г.). «Гребенки оптических частот: когерентное объединение электромагнитного спектра» . Наука . 369 (6501): 367. Бибкод : 2020Sci...369..367D . дои : 10.1126/science.aay3676 . ISSN 0036-8075 . PMID 32675346 .
^ Джонс, Р. Джейсон; Молл, Кевин Д.; Торп, Майкл Дж.; Йе, Джун (20 мая 2005 г.), «Фазово-когерентные частотные гребенки в вакуумном ультрафиолете посредством генерации высоких гармоник внутри фемтосекундного резонатора расширения» (PDF) , Physical Review Letters , 94 (19): 193201, Bibcode : 2005PhRvL.. 94s3201J , doi : 10.1103/PhysRevLett.94.193201 , PMID 16090171 , заархивировано из оригинала (PDF) 12 августа 2014 г. , получено 31 июля 2014 г.
^ Голе, Кристоф; Удем, Томас; Херрманн, Максимилиан; Раушенбергер, Йенс; Хольцварт, Рональд; Шюсслер, Ганс А.; Крауш, Ференц; Хэнш, Теодор В. (2005), «Гречка частот в крайнем ультрафиолете», Nature , 436 (14 июля 2005 г.): 234–237, Бибкод : 2005Natur.436..234G , doi : 10.1038/nature03851 , PMID 16015324 , S2CID 1029631
^ Кандула, Доминик З.; Голе, Кристоф; Пинкерт, Тьерд Дж.; Юбахс, Вим; Эйкема, Кьелд, ЮВ (2 августа 2010 г.). «Греточная метрология крайнего ультрафиолетового диапазона». Письма о физических отзывах . 105 (6): 063001. arXiv : 1004.5110 . Бибкод : 2010PhRvL.105f3001K . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.063001 . ПМИД 20867977 . S2CID 2499460 .
^ Чингез, Арман; Йост, Дилан С.; Эллисон, Томас К.; Рюль, Аксель; Ферманн, Мартин Э.; Хартл, Ингмар; Йе, Джун (2 февраля 2012 г.), «Прямая частотная гребенчатая спектроскопия в крайнем ультрафиолете», Nature , 482 (7383): 68–71, arXiv : 1109.1871 , Bibcode : 2012Natur.482...68C , doi : 10.1038/nature10711 , PMID 22297971 , S2CID 1630174

Дальнейшее чтение

Натали Пике ; Теодор Хэнш (2019). «Частотная гребенчатая спектроскопия». Природная фотоника . 13 (3): 146–157. arXiv : 1902.11249 . Бибкод : 2019NaPho..13..146P . дои : 10.1038/s41566-018-0347-5 . S2CID 119189885 .
Стивен Т. Кандифф; Цзюнь Е (2003). « Коллоквиум : гребенки фемтосекундных оптических частот». Обзоры современной физики . 75 (1): 325. Бибкод : 2003РвМП...75..325С . CiteSeerX 10.1.1.152.1154 . дои : 10.1103/RevModPhys.75.325 .
Джон Л. Холл и Теодор В. Хэнш (2004). «История развития оптической гребенки» (PDF) . В июне Йе, Стивен Т. Кандифф (ред.). Фемтосекундная гребенка оптических частот . Спрингер. ISBN 978-0-387-23790-9 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2014 г. Проверено 20 января 2013 г.
Эндрю М. Вайнер (2009). Сверхбыстрая оптика . Уайли. ISBN 978-0-471-41539-8 .
Нобелевская премия по физике (2005 г.), пресс-релиз

Внешние ссылки

Аттосекундное управление оптическими сигналами
Фемтосекундная лазерная гребенка
Оптическая гребенка частот для размерной метрологии, атомной и молекулярной спектроскопии и точного измерения времени
Правители света: использование лазеров для измерения расстояния и времени Стивен Кандифф в Scientific American
Встроенная гребенка частоты с электронной настройкой , статья Лии Берроуз | 18 марта 2019 г.
оптических частотных гребенок Объяснение от NIST

[1] Холл, Джон Л. (2006). «Нобелевская лекция: Определение и измерение оптических частот» . Обзоры современной физики . 78 (4): 1279–1295. Бибкод : 2006RvMP...78.1279H . дои : 10.1103/revmodphys.78.1279 .

[2] Хэнш, Теодор В. (2006). «Нобелевская лекция: страсть к точности». Обзоры современной физики . 78 (4): 1297–1309. Бибкод : 2006RvMP...78.1297H . CiteSeerX 10.1.1.208.7371 . дои : 10.1103/revmodphys.78.1297 .

[3] «Нобелевская премия по физике 2005» . www.nobelprize.org . Проверено 16 ноября 2017 г.

[4] Адлер, Флориан; Муцурис, Константинос; Лейтенсторфер, Альфред; Шнац, Харальд; Липпхардт, Бургхард; Гроше, Гезине; Таузер, Флориан (29 ноября 2004 г.). «Двухветвевая волоконная лазерная система с фазовой синхронизацией, легированная эрбием, для долговременных прецизионных измерений оптических частот» . Оптика Экспресс . 12 (24): 5872–80. Бибкод : 2004OExpr..12.5872A . дои : 10.1364/OPEX.12.005872 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 19488226 .

[5] Ма, Лун-Шэн; Би, Чжии; Бартельс, Альбрехт; и др. (2004). «Синтез оптических частот и сравнение с неопределенностью на уровне 10». ⁻¹⁹ Уровень» (PDF) . Science . 303 (5665): 1843–1845. Bibcode : 2004Sci...303.1843M doi : 10.1126 /science.1095092 . PMID 15031498. . S2CID 15978159 .

[6] Бартельс, Альбрехт (14 июля 2009 г.). «Самосвязываемая оптическая гребенка частот 10 ГГц» . Наука . 326 (5953): 681. Бибкод : 2009Sci...326..681B . CiteSeerX 10.1.1.668.1986 . дои : 10.1126/science.1179112 . ПМИД 19900924 . S2CID 30199867 .

[7] Боджио, JC; Моро, С.; Виндмиллер-младший; Златанович, С.; Мысливец, Е.; Алик, Н.; Радич, С. (2009). «Гречка оптических частот, генерируемая четырехволновым смешением в сильно нелинейных волокнах» . Клео/Келс 2009 : 1–2.

[8] Сефлер, Джорджия; Китаяма, К. (1998). «Генерация частотной гребенки путем четырехволнового смешения и роль дисперсии волокна». Журнал световых технологий . 16 (9): 1596–1605. Бибкод : 1998JLwT...16.1596S . дои : 10.1109/50.712242 .

[9] П. Дель'Хэй ; А. Шлиссер; О. Арсисет; Т. Уилкен; Р. Хольцварт; Ти Джей Киппенберг (2007). «Генерация гребенки оптических частот из монолитного микрорезонатора». Природа . 450 (7173): 1214–1217. arXiv : 0708.0611 . Бибкод : 2007Natur.450.1214D . дои : 10.1038/nature06401 . ПМИД 18097405 . S2CID 4426096 .

[10] Жером Фаист; и др. (2016). «Квантовые каскадные лазерные частотные гребенки». Нанофотоника . 5 (2): 272. arXiv : 1510.09075 . Бибкод : 2016Nanop...5...15F . дои : 10.1515/nanoph-2016-0015 . S2CID 119189132 . «В отличие от лазеров с синхронизацией мод, гребенки частот на основе микрорезонаторов (также называемые гребенками Керра) могут демонстрировать сложные фазовые соотношения между модами, которые не соответствуют излучению одиночных импульсов, оставаясь при этом высококогерентными [8]».

[11] Эндрю М. Вайнер (2017). «Частотные гребенки: солитоны резонаторов достигают совершеннолетия». Природная фотоника . 11 (9): 533–535. дои : 10.1038/nphoton.2017.149 . S2CID 126121332 .

[12] Мурата, Х.; Моримото, А.; Кобаяши, Т.; Ямамото, С. (1 ноября 2000 г.). «Генерация оптических импульсов методом электрооптической модуляции и ее применение в интегральных генераторах ультракоротких импульсов». Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 6 (6): 1325–1331. Бибкод : 2000IJSTQ...6.1325M . дои : 10.1109/2944.902186 . ISSN 1077-260X . S2CID 41791989 .

[:0-13] Перейти обратно: ^а ^б Торрес-Компани, Виктор; Вайнер, Эндрю М. (май 2017 г.). «Технология гребенки оптических частот для сверхширокополосной радиочастотной фотоники». Обзоры лазеров и фотоники . 8 (3): 368–393. arXiv : 1403.2776 . дои : 10.1002/lpor.201300126 . S2CID 33427587 .

[14] Ву, Руи; Торрес-Компани, Виктор; Леэрд, Дэниел Э.; Вайнер, Эндрю М. (11 марта 2013 г.). «Генерация плоской гребенки оптических частот 10 ГГц на основе суперконтинуума» . Оптика Экспресс . 21 (5): 6045–6052. Бибкод : 2013OExpr..21.6045W . дои : 10.1364/OE.21.006045 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 23482172 .

[15] Меткалф, Эй Джей; Торрес-Компани, В.; Леэрд, Делавэр; Вайнер, AM (1 ноября 2013 г.). «Мощный электрооптический гребенчатый генератор частот с широкой перестройкой» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 19 (6): 231–236. Бибкод : 2013IJSTQ..19..231M . дои : 10.1109/JSTQE.2013.2268384 . ISSN 1077-260X . S2CID 37911312 .

[16] Кобаяши, Т.; Суэта, Т.; Чо, Ю.; Мацуо, Ю. (15 октября 1972 г.). «Генератор оптических импульсов с высокой частотой повторения с использованием электрооптического модулятора Фабри-Перо». Письма по прикладной физике . 21 (8): 341–343. Бибкод : 1972АпФЛ..21..341К . дои : 10.1063/1.1654403 . ISSN 0003-6951 .

[Telle-17] Перейти обратно: ^а ^б Телле, HR; Штайнмейер, Г.; Данлоп, AE; Стенджер, Дж.; Саттер, Д.Х.; Келлер, У. (октябрь 1999 г.). «Управление фазой смещения несущей-огибающей: новая концепция измерения абсолютной оптической частоты и генерации сверхкоротких импульсов» (PDF) . Прил. Физ. Б. 69 (4): 327–332. дои : 10.1007/s003400050813 .

[18] Ху, Юэ; и др. (15 марта 2017 г.). «Вычислительное исследование преобразования амплитуды в фазу в модифицированном фотодетекторе с унитарным носителем» (PDF) . Журнал IEEE Photonics . 9 (2) 2682251. arXiv : 1702.07732 . Бибкод : 2017IPhoJ...982251H . дои : 10.1109/JPHOT.2017.2682251 . S2CID 19450831 .

[19] Раушенбергер, Йенс (24 апреля 2007 г.). Фазостабилизированные ультракороткие лазерные системы для спектроскопии (PDF) (кандидатская диссертация). Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана . дои : 10.5282/edoc.7110 . Проверено 7 июля 2024 г.

[20] Г. Краусс, Д. Ференбахер, Д. Брида, К. Риек, А. Селл, Р. Хубер, А. Лейтенсторфер (2011). «Полностью пассивная фазовая синхронизация компактной эрби-волоконной лазерной системы» , опт. Летт. , 36, 540.

[21] Т. Фудзи, А. Аполонски, Ф. Крауш (2004). «Самостабилизация фазы смещения несущей-огибающей с помощью генерации разностной частоты» , Опт. Летт. , 29, 632.

[22] М. Циммерманн, К. Голе, Р. Хольцварт, Т. Удем, Т. В. Хэнш (2004). «Оптический часовой механизм с гребенкой разностных частот без смещения: точность формирования суммы и разностных частот» , Опт. Летт. , 29, 310.

[23] «Введена в эксплуатацию лазерная гребенка частот HARPS» . Европейская южная обсерватория. 22 мая 2015 г.

[24] Гребень оптических частот для размерной метрологии, атомной и молекулярной спектроскопии и точного учета времени. Архивировано 27 июня 2013 г. в Wayback Machine.

[25] Ньюбери, Натан Р. (2011). «Ищем приложения мелкой расческой». Природная фотоника . 5 (4): 186–188. Бибкод : 2011NaPho...5..186N . дои : 10.1038/nphoton.2011.38 .

[26] Темпрана, Э.; Мысливец, Е.; Куо, БП-П.; Лю, Л.; Атайе, В.; Алик, Н.; Радич, С. (26 июня 2015 г.). «Преодоление ограничения пропускной способности, вызванного Керром, при передаче по оптоволоконному кабелю». Наука . 348 (6242): 1445–1448. Бибкод : 2015Sci...348.1445T . дои : 10.1126/science.aab1781 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 26113716 . S2CID 41906650 .

[27] Кандифф, Стивен Т.; Вайнер, Эндрю М. (2010). «Генерация оптических сигналов произвольной формы». Природная фотоника . 4 (11): 760–766. Бибкод : 2010NaPho...4..760C . дои : 10.1038/nphoton.2010.196 .

[28] Коддингтон, Ян; Ньюбери, Натан; Суонн, Уильям (20 апреля 2016 г.). «Двугребенчатая спектроскопия» . Оптика . 3 (4): 414–426. Бибкод : 2016Оптика...3..414C . дои : 10.1364/OPTICA.3.000414 . ISSN 2334-2536 . ПМК 8201420 . ПМИД 34131580 .

[29] Нюрнберг, Якоб; Вилленберг, Бенджамин; Филлипс, Кристофер Р.; Келлер, Урсула (2 августа 2021 г.). «Двойная гребенка с частотными гребенками от автономных лазерных генераторов с одним резонатором» . Оптика Экспресс . 29 (16): 24910. Бибкод : 2021OExpr..2924910N . дои : 10.1364/OE.428051 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 34614835 .

[30] [электронная почта защищена] (31 декабря 2009 г.). «Оптические частотные гребенки» . НИСТ . Проверено 16 февраля 2022 г.

[31] Патиньо Росас, Уильям; Сезар, Николя (2024). «Мониторинг парниковых газов с помощью лидара IPDA на базе двухгребенчатого спектрометра» . Оптика Экспресс . 32 (8): 13614. Бибкод : 2024OExpr..3213614P . дои : 10.1364/oe.515543 . ПМИД 38859327 . Проверено 2 апреля 2024 г.

[32] Диддамс, Скотт А.; Вахала, Керри; Удем, Томас (17 июля 2020 г.). «Гребенки оптических частот: когерентное объединение электромагнитного спектра» . Наука . 369 (6501): 367. Бибкод : 2020Sci...369..367D . дои : 10.1126/science.aay3676 . ISSN 0036-8075 . PMID 32675346 .

[33] Джонс, Р. Джейсон; Молл, Кевин Д.; Торп, Майкл Дж.; Йе, Джун (20 мая 2005 г.), «Фазово-когерентные частотные гребенки в вакуумном ультрафиолете посредством генерации высоких гармоник внутри фемтосекундного резонатора расширения» (PDF) , Physical Review Letters , 94 (19): 193201, Bibcode : 2005PhRvL.. 94s3201J , doi : 10.1103/PhysRevLett.94.193201 , PMID 16090171 , заархивировано из оригинала (PDF) 12 августа 2014 г. , получено 31 июля 2014 г.

[34] Голе, Кристоф; Удем, Томас; Херрманн, Максимилиан; Раушенбергер, Йенс; Хольцварт, Рональд; Шюсслер, Ганс А.; Крауш, Ференц; Хэнш, Теодор В. (2005), «Гречка частот в крайнем ультрафиолете», Nature , 436 (14 июля 2005 г.): 234–237, Бибкод : 2005Natur.436..234G , doi : 10.1038/nature03851 , PMID 16015324 , S2CID 1029631

[35] Кандула, Доминик З.; Голе, Кристоф; Пинкерт, Тьерд Дж.; Юбахс, Вим; Эйкема, Кьелд, ЮВ (2 августа 2010 г.). «Греточная метрология крайнего ультрафиолетового диапазона». Письма о физических отзывах . 105 (6): 063001. arXiv : 1004.5110 . Бибкод : 2010PhRvL.105f3001K . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.063001 . ПМИД 20867977 . S2CID 2499460 .

[36] Чингез, Арман; Йост, Дилан С.; Эллисон, Томас К.; Рюль, Аксель; Ферманн, Мартин Э.; Хартл, Ингмар; Йе, Джун (2 февраля 2012 г.), «Прямая частотная гребенчатая спектроскопия в крайнем ультрафиолете», Nature , 482 (7383): 68–71, arXiv : 1109.1871 , Bibcode : 2012Natur.482...68C , doi : 10.1038/nature10711 , PMID 22297971 , S2CID 1630174

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]