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Nov 19, 2023

프로그래밍 및 조정 가능한 플랫

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 18036(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

이 연구에서는 조정 가능한 반복률과 프로그래밍 가능한 스펙트럼 대역폭을 갖춘 평면형 응집성 초연속 레이저를 제시했습니다. 초광대역 및 높은 반복률 적용 범위를 갖춘 초연속 소스는 비선형으로 확장된 전기광학 광 주파수 빗을 광학 라인별 스펙트럼 성형과 병합하여 달성할 수 있습니다. 스펙트럼 대역폭 프로그래밍은 반복적인 스펙트럼 형성과 매우 비선형적인 스테이지의 입력 전력 제어를 통해 구현되는 반면, 반복 속도 튜닝은 광 주파수 빗의 변조 속도 제어를 통해 수행됩니다. 여기서는 10dB와 50GHz에서 각각 최대 대역폭과 55nm의 반복률을 갖는 프로그래밍 가능하고 조정 가능한 평면형 초연속체를 구현했습니다. 튜닝 및 프로그래밍 중에 초연속체의 일관성을 명확히 하기 위해 위상 잡음 분석을 수행했습니다. 우리는 Mach-Zehnder 간섭계에서 특정 초연속 탭을 필터링하여 각 모드의 위상 잡음을 정확하게 측정하기 위해 놀랍도록 수정된 자기 헤테로다인 방법을 제안했습니다. 이 방법을 사용하면 각 모드의 단일 측파대 스펙트럼이 RF 클록의 스펙트럼과 거의 유사하다는 것이 입증되었으며, 이는 프로그래밍 가능하고 조정 가능한 초연속체 생성 프로세스가 위상 잡음 특성에 최소한의 저하를 추가했음을 나타냅니다. 이 연구는 견고성과 일관성을 갖춘 수백 개의 프로그래밍 가능하고 조정 가능한 평면형 광 캐리어를 생성할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

Since the demonstration of the supercontinuum source based on an ultrashort pulse laser in the 1960s, it has received significant attention owing to its ultrabroadband and coherent characteristics1. As the spectral performance in terms of stability, bandwidth, and flatness has gradually improved, supercontinuum sources have been utilized in various fields, including optical communication system2,3,4, microwave photonics100 complex-coefficient taps. Opt. Express 22, 6329–6338 (2014)." href="/articles/s41598-022-22463-y#ref-CR5" id="ref-link-section-d165912350e511"> 5,6, 광 단층 촬영7,8 및 분광학9,10. 각 응용 분야에는 초연속체 소스의 서로 다른 특성이 필요하기 때문에 초연속체 생성 분야는 광원의 프로그래밍 가능한 성능을 향상시키기 위해 조사되었습니다. 예를 들어, 결합 분광학 응용 분야에 필요한 반복 속도는 ~ 10 MHz ~ ~ 10 GHz 범위인 반면, 천문 분광기의 교정에는 ~ 10 GHz ~ ~ 100 GHz 범위의 반복 속도가 필요합니다14. 또한 임의 파형 생성과 같이 사용 중에도 반복 속도를 조정해야 하는 일부 애플리케이션이 있습니다.

프로그래밍 가능하고 조정 가능한 특성을 갖춘 초연속체 생성을 구현하기 위한 최근 연구 노력에는 Kerr 광학 마이크로 빗17,18, 모드 잠금 광섬유 레이저19,20 및 전기 광학 광 주파수 빗(EO-OFC)21,22이 포함됩니다. Kerr 광학 마이크로 빗의 반복률과 스펙트럼 범위는 마이크로 공진기의 재료와 구조에 따라 결정되므로 마이크로 빗의 온도17 또는인가된 전기장18을 제어하여 반복 속도를 프로그래밍하려고 시도합니다. 만들어졌습니다. Kerr 광학 마이크로 빗은 THz까지의 높은 반복률 및 작은 크기 영역을 포함하여 매력적인 기능을 제공할 수 있지만 설계된 마이크로 공진기에서 튜닝 범위가 좁고 계단형 튜닝으로 인해 미세 튜닝이 어렵습니다. 범위12,17,18.

프로그래밍 가능하고 조정 가능한 초연속 소스 생성을 위해 모드 고정 광섬유 레이저도 조사되었습니다. 조정 가능한 반복 속도를 갖는 모드 고정 솔리톤 광섬유 레이저는 광음향 효과를 사용하여 시연되었습니다. 두 개의 마이크로 링 공진기를 포함한 버니어 필터의 온도 제어도 조정 가능한 모드 잠금 광섬유 레이저 생성에 적용되었습니다. 모드 고정 광섬유 레이저는 원하는 파장 범위에 적합한 레이저를 사용하여 넓은 대역폭의 초광대역 초연속체를 생성할 수 있지만 최대 반복 속도와 튜닝 범위는 각각 수 GHz와 수백 MHz로 제한됩니다12,19,20 . 또한, 모드 고정 광섬유 레이저는 열적 또는 광음향적으로 튜닝되기 때문에 추가적인 피드백 관리 없이는 안정적인 성능을 얻기가 어렵습니다.