دقة قياس الطول الموجي هي في حدود كيلو هرتز

تعلمت مؤخرًا من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، اقترح الفريق الأكاديمي بجامعة Guo Guangcan البروفيسور Dong Chunhua والمتعاون Zou Changling آلية عالمية للتحكم في تشتت التجويف الصغير، لتحقيق التحكم المستقل في الوقت الفعلي لمركز مشط التردد البصري التردد وتردد التكرار، وتطبيقهما على القياس الدقيق لطول الموجة البصرية، زادت دقة قياس الطول الموجي إلى كيلو هرتز (كيلو هرتز). ونشرت النتائج في مجلة Nature Communications.
اجتذبت أمشاط Soliton الدقيقة المعتمدة على التجاويف الدقيقة الضوئية اهتمامًا بحثيًا كبيرًا في مجالات التحليل الطيفي الدقيق والساعات الضوئية. ومع ذلك، نظرًا لتأثير الضوضاء البيئية والليزر والتأثيرات غير الخطية الإضافية في التجويف الدقيق، فإن استقرار مشط السيليكون الصغير محدود إلى حد كبير، مما يصبح عقبة رئيسية في التطبيق العملي لمشط مستوى الإضاءة المنخفض. في عمل سابق، قام العلماء بتثبيت مشط التردد البصري والتحكم فيه عن طريق التحكم في معامل انكسار المادة أو هندسة التجويف الدقيق لتحقيق ردود فعل في الوقت الحقيقي، مما تسبب في تغييرات شبه منتظمة في جميع أوضاع الرنين في التجويف الدقيق في نفس الوقت. الوقت، ويفتقر إلى القدرة على التحكم بشكل مستقل في تردد وتكرار المشط. وهذا يحد بشكل كبير من تطبيق مشط الإضاءة المنخفضة في المشاهد العملية للتحليل الطيفي الدقيق، وفوتونات الموجات الدقيقة، والمدى البصري، وما إلى ذلك.

لحل هذه المشكلة، اقترح فريق البحث آلية فيزيائية جديدة لتحقيق التنظيم المستقل في الوقت الحقيقي للتردد المركزي وتردد التكرار لمشط التردد البصري. من خلال تقديم طريقتين مختلفتين للتحكم في تشتت التجويف الدقيق، يمكن للفريق التحكم بشكل مستقل في تشتت الطلبات المختلفة للتجويف الصغير، وذلك لتحقيق التحكم الكامل في ترددات الأسنان المختلفة لمشط التردد البصري. تعتبر آلية تنظيم التشتت هذه عالمية لمختلف المنصات الضوئية المتكاملة مثل نيتريد السيليكون ونيوبات الليثيوم، والتي تمت دراستها على نطاق واسع.

استخدم فريق البحث ليزر الضخ والليزر المساعد للتحكم بشكل مستقل في الأوضاع المكانية لأوامر مختلفة من التجويف الدقيق لتحقيق الاستقرار التكيفي لتردد وضع الضخ والتنظيم المستقل لتردد تكرار مشط التردد. استنادًا إلى المشط البصري، أظهر فريق البحث تنظيمًا سريعًا وقابلاً للبرمجة لترددات المشط العشوائية وطبقه على القياس الدقيق لطول الموجة، مما يدل على مقياس موجة بدقة قياس تصل إلى كيلوهرتز والقدرة على قياس أطوال موجية متعددة في وقت واحد. وبالمقارنة مع نتائج الأبحاث السابقة، فقد وصلت دقة القياس التي حققها فريق البحث إلى ثلاثة مستويات من التحسن من حيث الحجم.

تضع أمشاط سوليتون الدقيقة القابلة لإعادة التشكيل الموضحة في نتيجة البحث هذه الأساس لتحقيق معايير التردد البصري المتكاملة للرقائق منخفضة التكلفة، والتي سيتم تطبيقها في القياس الدقيق والساعة البصرية والتحليل الطيفي والاتصالات.