ტალღის სიგრძის გაზომვის სიზუსტე კილოჰერცის რიგისაა

ჩინეთის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის, გუო გუანკანის უნივერსიტეტის აკადემიკოსების ჯგუფის მიერ ახლახან შესწავლილმა პროფესორმა დონგ ჩუნჰუამ და მისმა თანამშრომელმა ზოუ ჩანგლინგმა შემოგვთავაზეს უნივერსალური მიკროღრუს დისპერსიის კონტროლის მექანიზმი, რათა მიღწეულიყო ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ცენტრის სიხშირისა და გამეორების სიხშირის რეალურ დროში დამოუკიდებელი კონტროლი და ოპტიკური ტალღის სიგრძის ზუსტი გაზომვისთვის გამოყენებული იქნა ტალღის სიგრძის გაზომვის სიზუსტე კილოჰერცამდე (kHz). დასკვნები გამოქვეყნდა Nature Communications-ში.
ოპტიკურ მიკროღრუზე დაფუძნებულმა სოლიტონურმა მიკროკომბებმა დიდი კვლევითი ინტერესი გამოიწვია ზუსტი სპექტროსკოპიისა და ოპტიკური საათების სფეროებში. თუმცა, გარემოს და ლაზერული ხმაურის გავლენისა და მიკროღრუში დამატებითი არაწრფივი ეფექტების გამო, სოლიტონური მიკროკომბის სტაბილურობა მნიშვნელოვნად შეზღუდულია, რაც დაბალი განათების დონის სავარცხლის პრაქტიკულ გამოყენებაში მთავარ დაბრკოლებად იქცევა. წინა ნაშრომებში მეცნიერები ასტაბილურებდნენ და აკონტროლებდნენ ოპტიკური სიხშირის სავარცხელს მასალის გარდატეხის ინდექსის ან მიკროღრუს გეომეტრიის კონტროლით, რეალურ დროში უკუკავშირის მისაღწევად, რაც იწვევდა თითქმის ერთგვაროვან ცვლილებებს მიკროღრუში ყველა რეზონანსულ რეჟიმში ერთდროულად, არ ჰქონდათ სავარცხლის სიხშირისა და გამეორების დამოუკიდებლად კონტროლის უნარი. ეს მნიშვნელოვნად ზღუდავს დაბალი განათების სავარცხლის გამოყენებას ზუსტი სპექტროსკოპიის, მიკროტალღური ფოტონების, ოპტიკური რანჟირების და ა.შ. პრაქტიკულ სცენებში.

ამ პრობლემის გადასაჭრელად, კვლევის ჯგუფმა შემოგვთავაზა ახალი ფიზიკური მექანიზმი, რათა განხორციელებულიყო ცენტრალური სიხშირისა და ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის განმეორების სიხშირის დამოუკიდებელი რეალურ დროში რეგულირება. მიკროღრუების დისპერსიის კონტროლის ორი განსხვავებული მეთოდის დანერგვით, ჯგუფს შეუძლია დამოუკიდებლად აკონტროლოს მიკროღრუების სხვადასხვა რიგის დისპერსია, რათა მიღწეულ იქნას ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის სხვადასხვა კბილის სიხშირეების სრული კონტროლი. დისპერსიის რეგულირების ეს მექანიზმი უნივერსალურია სხვადასხვა ინტეგრირებული ფოტონური პლატფორმებისთვის, როგორიცაა სილიციუმის ნიტრიდი და ლითიუმის ნიობატი, რომლებიც ფართოდ არის შესწავლილი.

კვლევის ჯგუფმა გამოიყენა ტუმბოს ლაზერი და დამხმარე ლაზერი მიკროღრუების სხვადასხვა რიგის სივრცითი რეჟიმების დამოუკიდებლად სამართავად, ტუმბოს რეჟიმის სიხშირის ადაპტური სტაბილურობისა და სიხშირის სავარცხლის გამეორების სიხშირის დამოუკიდებელი რეგულირების მისაღწევად. ოპტიკურ სავარცხელზე დაყრდნობით, კვლევის ჯგუფმა აჩვენა თვითნებური სავარცხლის სიხშირეების სწრაფი, პროგრამირებადი რეგულირება და გამოიყენა იგი ტალღის სიგრძის ზუსტი გაზომვისთვის, რითაც წარმოადგინა ტალღის მრიცხველი კილოჰერცის რიგის გაზომვის სიზუსტით და ერთდროულად მრავალი ტალღის სიგრძის გაზომვის შესაძლებლობით. წინა კვლევის შედეგებთან შედარებით, კვლევის ჯგუფის მიერ მიღწეული გაზომვის სიზუსტე სამჯერ გაიზარდა.

ამ კვლევის შედეგად დემონსტრირებული რეკონფიგურირებადი სოლიტონური მიკროკომბები საფუძველს უყრის დაბალფასიანი, ჩიპურად ინტეგრირებული ოპტიკური სიხშირის სტანდარტების რეალიზაციას, რომლებიც გამოყენებული იქნება ზუსტ გაზომვებში, ოპტიკურ საათებში, სპექტროსკოპიასა და კომუნიკაციაში.