Optik frekans tarağı, mod kilitli lazerler, rezonatörler veya benzeri yöntemlerle üretilebilen, spektrum üzerinde eşit aralıklarla yerleştirilmiş bir dizi frekans bileşeninden oluşan bir spektrumdur.elektro-optik modülatörlerOptik frekans tarakları tarafından üretilenelektro-optik modülatörlerYüksek tekrarlama frekansı, dahili ara kurutma ve yüksek güç gibi özelliklere sahip olan bu yöntemler, enstrüman kalibrasyonu, spektroskopi veya temel fizikte yaygın olarak kullanılmakta olup son yıllarda giderek daha fazla araştırmacının ilgisini çekmektedir.
Yakın zamanda, Fransa'daki Burgendi Üniversitesi'nden Alexandre Parriaux ve diğerleri, Optik ve Fotonik Alanındaki Gelişmeler (Advances in Optics and Photonics) dergisinde, optik frekans taraklarının üretimiyle ilgili en son araştırma gelişmelerini ve uygulamalarını sistematik olarak tanıtan bir inceleme makalesi yayınladılar.elektro-optik modülasyonBu, optik frekans tarağının tanıtımını, optik frekans tarağının oluşturulma yöntemini ve özelliklerini içermektedir.elektro-optik modülatörve son olarak uygulama senaryolarını sıralar.elektro-optik modülatörBu kitap, hassas spektrum uygulaması, çift optik tarak girişimi, cihaz kalibrasyonu ve keyfi dalga formu üretimi de dahil olmak üzere optik frekans tarağı konusunu ayrıntılı olarak ele alıyor ve farklı uygulamaların ardındaki prensibi tartışıyor. Son olarak, yazar elektro-optik modülatör optik frekans tarağı teknolojisinin geleceğine dair bir bakış açısı sunuyor.
01 Arka Plan
Bu ay, Dr. Maiman'ın ilk yakut lazerini icat etmesinin üzerinden 60 yıl geçti. Dört yıl sonra, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Bell Laboratuvarları'ndan Hargrove, Fock ve Pollack, helyum-neon lazerlerinde elde edilen aktif mod kilitlemeyi ilk kez rapor ettiler. Mod kilitlemeli lazer spektrumu, zaman alanında bir darbe emisyonu olarak temsil edilirken, frekans alanında günlük hayatta kullandığımız taraklara çok benzeyen, ayrık ve eşit aralıklı kısa çizgiler dizisidir; bu nedenle bu spektruma "optik frekans tarağı" diyoruz.
Optik tarakların iyi uygulama potansiyeli nedeniyle, 2005 yılında optik tarak teknolojisi üzerine öncü çalışmalar yapan Hansch ve Hall'a Fizik Nobel Ödülü verildi ve o zamandan beri optik tarakların gelişimi yeni bir aşamaya ulaştı. Farklı uygulamaların optik taraklar için güç, çizgi aralığı ve merkez dalga boyu gibi farklı gereksinimleri olması, mod kilitli lazerler, mikro rezonatörler ve elektro-optik modülatörler gibi optik tarak üretmek için farklı deneysel yöntemlerin kullanılması ihtiyacını doğurdu.
ŞEKİL 1. Optik frekans tarağının zaman alanı spektrumu ve frekans alanı spektrumu.
Görsel kaynağı: Elektro-optik frekans tarakları
Optik frekans taraklarının keşfedilmesinden bu yana, çoğu optik frekans tarağı mod kilitli lazerler kullanılarak üretilmiştir. Mod kilitli lazerlerde, boyuna modlar arasındaki faz ilişkisini sabitlemek için τ'lik bir gidiş-dönüş süresine sahip bir boşluk kullanılır; bu sayede lazerin tekrarlama hızı belirlenir ve bu hız genellikle megahertz (MHz) ile gigahertz (GHz) arasında olabilir.
Mikro-rezonatör tarafından üretilen optik frekans tarağı, doğrusal olmayan etkilere dayanır ve gidiş-dönüş süresi mikro-boşluğun uzunluğuna bağlıdır; mikro-boşluğun uzunluğu genellikle 1 mm'den az olduğundan, mikro-boşluk tarafından üretilen optik frekans tarağı genellikle 10 gigahertz ile 1 terahertz arasındadır. Üç yaygın mikro-boşluk türü vardır: mikro tüpler, mikro küreler ve mikro halkalar. Brillouin saçılması veya dört dalga karışımı gibi optik fiberlerdeki doğrusal olmayan etkiler, mikro-boşluklarla birleştirildiğinde, onlarca nanometre aralığında optik frekans tarakları üretilebilir. Ayrıca, bazı akustik-optik modülatörler kullanılarak da optik frekans tarakları üretilebilir.
Yayın tarihi: 18 Aralık 2023