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)線的雙波長(zhǎng)延時(shí)自外差測(cè)量方法無需參考光，但實(shí)施過程中需要考慮時(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)脈沖方案的梳齒線寬測(cè)量結(jié)果對(duì)比

針對(duì)上述問題，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)和梳齒線寬測(cè)量方案。該方案通過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