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日本实现光频梳稳频,有可能获得线宽较窄光源 | OE NEWS

光频梳是一种在频轴上具有梳状发射线谱的光信号,用于光频测量和可见光到微波的精确频率转换。为了解决电光调制光频梳的测量难题,总部位于日本的NTT公司(NTT Corp.)和东京电机大学(Tokyo Denki University),开发了一种针对CEO频率(fceo)的测量和控制机制。

该团队通过调制激光强度和相位实现输出更稳定的光频梳,基于此有可能获得频率间隔为25 GHz的线宽较窄光源。该技术有望应用于下一代数字相干传输等高速、大容量光通信领域。此外,产生相位噪声显著降低的微波,有望提高微波产生和评估设备的准确性。这项研究发表在Scientific Reports上。

日本实现光频梳稳频,有可能获得线宽较窄光源 | OE NEWS

使用双螺距PPLN波导的波长转换

在光通信方面的应用成为可能

目前已经利用光纤梳和掺钛蓝宝石激光器实现了频率稳定OFCs。然而,这些OFC的常见频率间隔是几十到几百MHz,每个梳模式不能单独分离和控制,这使得它们难以应用于光通信。
为了解决这个问题,该团队研究出了频率间隔高达几十GHz的OFC (EO梳),该梳通过将连续波激光送入电光调制器来产生边带。
此外,通过选择EO调制器的微波频率,可以改变频率间隔而扩大应用范围。另一方面,在频率轴上,随着EO梳远离种子光,微波噪声逐渐叠加,频率就会变得不稳定,因此必须使之稳定频率。
NTT和日本电大一直在研究稳定EO梳频率的技术。在前人的研究中,使用过两种不同频率的激光器,但激光器之间的频率漂移导致EO梳并未实现较好的稳定性。本课题组利用单束激光作为种子光,探测到在EO梳中难以探测到的CEO频率(“fceo”),并将其反馈到应用于EO调制器的微波频率上,从而实现了EO梳的稳定。

展望

随着通信速度的进一步提高,需要更精确地控制激光线宽。该课题组已经证明,即使是频率间隔较大的EO梳也可以稳定CEO频率。此外,EO梳线宽度比数字相干通信所需的激光线宽度窄得多。在这项研究中,有可能在单个实验系统中为光通信提供多个光源,并且有望使用EO梳实现高速、大容量光通信。

此外,NTT表示,他们已成功将微波的相位噪声降低到比高精度相位噪声分析仪的测量极限还低,这将有望提高微波产生和评估设备的精度,并实现在GPS信号难以到达的地方计时。NTT的下一步计划是提高EO梳的频率稳定性和便利性,还将开发提供高精度微波信号的技术。

本文由光电汇根据optics内容编译,如需转载请注明。

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