Bir araştırma ekibi, tek bir lityum niobat çipinde kendi kendine kilitlenen bir Raman-electro-optik (REO) mikrogomb geliştirdi. Bir mikroronatör içindeki elektro-optik (EO), Kerr ve Raman efektlerini sinerjik olarak kullanarak, mikrogomb 300 nm’yi aşan bir spektral genişliğe ve 26.03 GHz’lik bir tekrar oranına sahiptir.
Araştırma şurada yayınlandı Doğa İletişimi. Ekip, Çin Bilim ve Teknolojisi’nden (USTC) Prof. Dong Chunhua tarafından yönetildi.
Optik frekans tarakları, eşit aralıklı frekans çizgilerinden oluşan ışık kaynakları, modern optik iletişim, hassas ölçüm ve temel fizik araştırmalarında temel araçlardır. Geleneksel optik frekanslı taraklar tipik olarak hacimli mod kilitli lazerlere dayanmakla birlikte, entegre fotoniklerdeki son gelişmeler çip ölçekli Kerr ve EO taraklarını etkinleştirmiştir.
Bununla birlikte, bu entegre çözümler hala geniş spektral çıkış ve düşük gürültülü stabilite elde etmede zorluklarla karşı karşıyadır. Özellikle, genellikle yüksek pompa güçlerinde meydana gelen Raman saçılması gibi parazitik doğrusal olmayan etkiler, bu mikro krostların performansını sınırlayabilir.
Bu çalışmada, araştırmacılar kendi kilitli bir geniş bant REO mikrogomb oluşturmak için yeni bir mekanizma önerdiler ve gösterdiler. Raman saçılmasını faydalı bir doğrusal olmayan sürece dönüştürdüler. Yeni mekanizma, birden fazla EO tarağı seti üretmek için Raman saçılımı ve EO modülasyonundan yararlanırken, dört dalga karıştırma (FWM) spektrumu daha da genişletti. Kritik olarak, Raman lazerden gelen tarak çizgileri, birincil pompa ışığından tarak hatlarına kendi kendine aşamalı olarak kilitlenerek, harici müdahale olmadan tüm sistemde yüksek tutarlılık sağlar.
Tek bir lityum niobat yarış pisti mikroononatörde üretilen ortaya çıkan geniş bant REO mikrogomb, 26.03 GHz’lik bir tekrarda 1400’den fazla ayrı tarak hattı içeren 300 nm’nin üzerinde bir spektral genişliğe yayıldı. Sistem, otomatik olarak faz kilitlenmesi sağlayarak yüksek tutarlılık ve hızlı ayarlanabilirlik gösterdi. Ek olarak, mikrokombun tekrar oranı, mikrodalga güç ayarlamaları ile indüklenen termal ayar yoluyla 8 MHz’e kadar uzatılabilen yaklaşık 550 kHz’lik bir kendi kendine kilitlenen ayar aralığına sahipti.
Çalışma, enjeksiyon kilitleme ve kendi kendini senkronizasyon gibi çip üzerinde karmaşık çok yönlü fiziksel süreçleri keşfetmek için deneysel bir platform oluşturur. Geniş bant genişliği ve sağlam kendi kendine kilitleme ile REO Microcomb, yüksek çözünürlüklü spektroskopi, ileri optik iletişim ve kuantum bilgi işleme uygulamaları için önemli bir umut vaat etmektedir.
