Optik frekans tarakları, zaman ve frekans “cetvel” olarak hassas aralıklarda önemli uygulamalara sahiptir. Geleneksel çift-combing aralıklı şemalar, uzun mesafeli ölçümler elde etmek için optik vernier etkisini kullanır ve tekrarlama oranlarını değiştirdikten veya çift comb rollerini değiştirdikten sonra tipik olarak asenkron olarak ikincil örnekleme gerektirir.
Bu yaklaşımların yaygın olarak gözden kaçan bir sorunu vardır: Pratik ölçüm senaryolarında hedef hareket veya atmosferik türbülansın neden olduğu gerçek zamanlı mesafe varyasyonları göz önüne alındığında, asenkron olarak ikincil örnekleme önemli mutlak mutlak mesafe ölçüm hatası, yani asenkron ölçüm hatası (AME) getirecektir.
Yayınlanan bir çalışmada Bilim ilerlemeleriÇin Bilimler Akademisi’nin Xi’an Optik ve Hassas Mekanik Enstitüsü’nden (XIOPM) Prof. Zhang Wenfu’nun ekibi, dispersiyon interferometrisine dayanan çip üstü çift mikrocomb (CDMC) değişen bir yöntem önerdi. Bu yöntem, frekans alanında mesafe bilgilerini taşıyan çapraz çift mikrocomb’un tek atış spektral örneklemesi yoluyla ikincil ölçümleri ortadan kaldırarak AME sorununu çözer.
Araştırmacılar, iki tek soliton mikrogomb oluşturmak için lazer destekli intracavity termal denge şemasını kullandılar. Termal ayar yoluyla, iki pompa lazeri arasındaki frekans aralığını tekrarlama oranının yaklaşık yarısına kadar optimize ederek CDMC’yi verir. CDMC’nin tarak dişleri, optik spektrum analizörü veya fotodetektör dizileri kullanılarak hassas tek atış spektral örneklemeyi sağlayan çapraz dağıtım ve düzgün bir desen sergiledi.
CDMC kullanılarak bir dizi menzil deney yapıldı. Step’e ölçümün standart sapması 7.14 m @ 3.72 μm idi. Sabit nokta ölçümünün standart sapması 56 nm @ 0.3 m idi ve karşılık gelen minimum allan sapması 56 s. Karşılaştırmalı deneyler dinamik koşullar altında (60 mm @ 0.3 m) önemli AME gösterirken, senkron ölçümler AME’yi tamamen ortadan kaldırdı.
Ayrıntılı analiz, tekrarlama oranı titreşiminin genişletilmiş olmayan olmayanlık aralığını (NAR) sınırladığını ortaya koymuştur. Mikrodalga enjeksiyon kilitleme tekniğini uygulayarak, tekrarlama oranı titreşimi 1 kHz’den 2 Hz’ye düşürüldü, böylece NAR’ı 3 mm’den 339 m’ye kadar uzattı.
Xiopm’dan Prof. Zhang Wenfu, “CDMC menzil yöntemi tam çip entegrasyonu potansiyeline sahiptir ve uzun menzilli, dinamik ve mutlak mesafe ölçüm uygulamalarında önemli avantajlar göstermektedir.” Dedi.
