超低噪声光学频率梳的载波包络偏频稳定测试

非常低的噪音磁学频次梳的载波包络偏频比较稳定测试仪

介绍英文

OCTave Photonics的光频梳偏频锁定模块COSMO提供了一种紧凑的方法来检测激光频率梳的载波包络偏移频率fceo。为了评估锁定fceo的稳定性，我们使用一个COSMO模块来测量Menlo System公司的超低噪声光学频率梳的fceo，并使用反馈环外的第二个COSMO来验证锁相环的保真度。我们发现两个COSMO模块的信号在锁定1秒时优于1x10-17，在1000秒时优于1x10-20。这种高稳定性水平与成熟的f-2f干涉测量技术相当，并且所需的能量更低。

正文

光电技术帧率梳的固明确相对于勾勒光电技术分子钟、量子测算机各类量子感知器都至关比较重要。Menlo System总部全力于开发技术和研发至今说不定zui固定的帧率梳，保持了破新记录的光电技术秒表和徽波警报结合的固明确，仍处于职业的zui学术前沿。固定光电技术帧率梳的梳齿架构，就肯定监测和更改电磁的载波包络偏位帧率(fceo)。Menlo System装置的帧率梳装置选用中国传统的f-2f约束在测量做出监测，其再生利用专有的EOM腔应该在光纤宽带震荡器内固定fceo，故而保持超底燥声实操。

近几日，Octave Photonics 的光频梳偏频解锁计划预案(COSMO)用新的构建与装封的技巧，为检则fceo表现时的光谱仪展宽和衡量给予了另外一只种紧凑型的缓解计划预案。COSMO计划预案可用非常低的的单脉冲动能检则fceo，关键在于实现目标更低的功耗测试亦或是会高的连续式頻率激光机器束器。与传统意义的fceo检则计划预案有文化差异的是，COSMO计划预案虽也主要包括了早熟的f-2f抵触衡量的技巧，但其却的应用了新颖的纳米策略电子束波导的技巧来存在超连续式谱。虽种策略不普通，但之所以fceo检则仪器都可能会会在检则步骤中引用频繁的燥音，由于，重要性核实之类新的解锁计划预案是不是也可结束fceo的低燥音检则。之所以，大家可的应用某个COSMO计划预案身为信息反馈控制回路的一个分来解锁来于Menlo System的非常低的燥音激光机器束頻率梳的fceo。另外一只个外环COSMO用在核实fceo的不稳性。利用更加的两个表现的文化差异，就可看到其是不是也结束低燥音检则。

图1    进行实验试验装置

Menlo激光手术手术器所有平率为250 MHz的光激光手术激光手术单脉冲发生器电磁波串，重点可见光波长约为1550 nm。激光手术激光手术单脉冲发生器电磁波1实现偏振反射率征收土地赔偿网络光钎，以征收土地赔偿中下游部件的反射率，其它的的网络光钎部件均用到保偏网络光钎，保障是在大环境不平稳的情形下软件也要平稳工作。激光手术激光手术单脉冲发生器电磁波随着实现掺铒网络光钎扩大器，再被50:50的网络光钎溶合器分光，各个COSMO电源方案受到一小部分的激光手术激光手术单脉冲发生器电磁波粒子束。在考虑的耗损率后，各个COSMO集成电路芯片的键入热效率约为45 mW(激光手术激光手术单脉冲发生器电磁波卡路里180 pJ)。这一个均值为宜比采用经典程度非线形网络光钎所有超连继材质和f-2f自分类需求的热效率低5倍。来环内COSMO电源方案的fceo电磁波与来RF镶嵌器的30 MHz电磁波混杂。该电磁波实现锁相环调查问卷机制集成电路芯片向激光手术手术器提高调查问卷机制。实现计数法器分别为信息来内环与外环电源方案的电磁波时长，以认可fceo电磁波的平稳性。

如果两组COSMO模块功能稳定，则两种仪器记录的fceo信号应非常相似。实际上也确实如此，如图2b所示，fceo在内环和外环的记录值几乎相同，在1000秒的时间中可以达到8 × 10-21这一数量级。虽然用户可能期望内环和外环COSMO模块应该提供相同的fceo测量值，但因为脉冲必须通过不同的光纤才能到达内环和外环模块，两个模块之间的总光纤长度差约为3米，在较短的时间内，这些测量很可能受到光纤路径长度波动的限制。因此，我们将测量结果之间的微小差异归因于光纤中路径长度的微小变化。

图2    特征提取COSMO的fceo比较稳定与认可

通过使用两个独立的COSMO设备，我们对梳齿稳定性进行了测量，验证了COSMO可以以高的精度检测载波包络偏移的能力。我们发现COSMO使梳齿达到了与使用传统f-2f干涉仪所获得的稳定性相当的水平。因此，COSMO可用于稳定低噪声光频梳的载波包络偏移频率，可以在1000秒内达到10-20这一数量级的精确频率控制，并且其所需的能量更小。

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