圖 1 所提出的方案與傳統(tǒng)脈沖方案的時(shí)間抖動(dòng)譜測(cè)量結(jié)果對(duì)比

近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部周佳琦研究員團(tuán)隊(duì)，在精確表征光學(xué)頻率梳時(shí)間抖動(dòng)譜和梳齒線(xiàn)寬方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以“Timing jitter and linewidth measurement of optical frequency combs based on Brillouin amplification of single comb line”為題發(fā)表在Optics Express上。

精確表征光學(xué)頻率梳的脈沖時(shí)間抖動(dòng)特征和頻域上的梳齒線(xiàn)寬對(duì)于其低噪聲應(yīng)用至關(guān)重要。傳統(tǒng)的平衡光學(xué)互相關(guān)或光學(xué)外差等測(cè)量方案需要引入?yún)⒖技す馄?，具有較高的系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。而基于光纖延時(shí)線(xiàn)的雙波長(zhǎng)延時(shí)自外差測(cè)量方法無(wú)需參考光，但實(shí)施過(guò)程中需要考慮時(shí)域上的脈沖延時(shí)長(zhǎng)度匹配和色散補(bǔ)償，針對(duì)不同光源的普適性較差。

圖 2 所提出的方案與傳統(tǒng)脈沖方案的梳齒線(xiàn)寬測(cè)量結(jié)果對(duì)比

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了一種布里淵放大提取單根梳齒結(jié)合光纖延時(shí)自外差法的時(shí)間抖動(dòng)和梳齒線(xiàn)寬測(cè)量方案。該方案通過(guò)光纖中的窄帶布里淵增益放大提取出光頻梳中的單根梳齒，作為連續(xù)光參與延時(shí)自外差拍頻，從而無(wú)需考慮脈沖的延時(shí)長(zhǎng)度匹配和色散走離補(bǔ)償。與傳統(tǒng)脈沖方案結(jié)果的對(duì)比證實(shí)了所提出方案的時(shí)間抖動(dòng)譜(圖1)和梳齒線(xiàn)寬(圖2)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。該研究展示了基于提取單根梳齒來(lái)評(píng)估光頻梳噪聲的可行性和優(yōu)勢(shì)，有望進(jìn)一步推動(dòng)光頻梳的噪聲優(yōu)化和低噪聲應(yīng)用。

相關(guān)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

審核編輯 黃宇