微腔光梳重频调控与光谱应用

作     者：王子皓 杨昌喜 鲍成英 Zihao Wang;Changxi Yang;Chengying Bao

作者机构：清华大学精密仪器系精密测量技术与仪器国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2024年第69卷第12期

页      面：1552-1564页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：清华大学-丰田联合研究基金、国家重点研发计划(2021YFB2801200) 国家自然科学基金(62250071,62175127) 清华大学自主科研计划(20221080069)资助 

主　　题：微腔光梳 光学孤子 双光梳测量 重频 

摘      要：利用高品质因子(高Q)微腔中材料的光学非线性可以实现高相干微腔光梳的产生,这为光频梳系统的小型化和片上集成开辟了新的可能性.对于光学频率梳,梳齿间距是光频梳的关键参数,其与产生方式相关,反过来也影响了光梳的应用.芯片化的微腔光梳一般具有高重频的特点,这一特点适用于波分复用光通信、光计算、太赫兹波合成等应用.但对于精密光谱分析等应用,过大的梳齿间隔会带来光谱欠采样等问题,这一问题在中红外波段尤为明显.本文重点介绍了微腔光梳的重频调控,特别是其在光谱测量中的应用;简要分析了不同方式所产生光频梳的重频特点,以及不同应用对光梳重频的要求,特别是对双光梳测量系统;还介绍了微腔光梳与电光梳相结合的间隔光学差频(interleaved difference frequency generation,iDFG)技术,基于此技术可以实现GHz重频的中红外光梳的产生.将iDFG技术与相向传播(counter-propagating,CP)的孤子对相结合,可以实现中红外波段高相干、高分辨率的光谱测量.本文简要介绍了微腔光梳的发展,侧重于微腔光梳在光谱分析上的应用.