Pettnijiet ta 'frekwenza ottika ta' qawwa għolja għandhom rwol importanti ħafna fl-ispettroskopija ta 'preċiżjoni mhux lineari, ġenerazzjoni ta' moxt ta 'frekwenza ottika ultravjola estrema, riċerka ta' arloġġ nukleari u atomiku, eċċ Lejżers tal-femtosecond tal-fibra huma s-soluzzjoni preferuta għar-realizzazzjoni ta 'pettijiet ta' frekwenza ottika ta 'qawwa għolja minħabba l-vantaġġi ta 'struttura sempliċi, prestazzjoni stabbli u amplifikazzjoni faċli. Madankollu, minħabba l-istorbju ta 'emissjoni spontanja inevitabbli (ASE), storbju tal-intensità tal-pompa, degradazzjoni tal-koerenza spettrali, u jitter tal-fażi kkawżati minn mogħdija tad-dawl fl-amplifikazzjoni tal-laser tal-fibra, l-istabbiltà tal-frekwenza tal-moxt ottiku hija affettwata serjament. Għalhekk huwa kompitu ta 'sfida li tinkiseb stabbiltà ta' frekwenza għolja filwaqt li amplifikazzjoni ta 'qawwa għolja.
Biex tindirizza l-problemi ta 'hawn fuq, ibbażati fuq ir-riċerka fit-tul tat-teknoloġija tal-moxt tal-frekwenza ottika, grupp L07 tal-Laboratorju Ewlenin tal-Fiżika Ottika, Istitut tal-Fiżika, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi / Ċentru Nazzjonali tar-Riċerka ta' Beijing għall-Fiżika tal-Materja Kondensata, suċċessivament ressaq is-soluzzjonijiet tekniċi tal-adozzjoni tas-sors taż-żerriegħa tal-fibra ottika b'ħoss baxx, l-amplifikazzjoni tal-polz chirped lineari, u l-modulazzjoni tal-fażi mgħaġġla tal-kristall elettro-ottiku intracavity, eċċ., u jiġġenera l-ispettru supercontinuum ta 'koerenza għolja mill-fibra tal-kristall fotonika tal-kon li jiġbed u tgħaqqad ma' il Id-disinn strutturali integrat, il-kontroll tat-temperatura, l-iżolament tal-vibrazzjoni u disinji oħra ta 'inġinerija naqqsu b'mod effettiv il-ħoss tal-moxt tal-frekwenza ottika. Riċentement, Hainian Han, riċerkatur assoċjat fil-grupp, u Xiaodong Shao, sħabi postdottorat, komplew kisbu stabbiltà tal-frekwenza barra mill-anelli tal-ordni ta' 10-19/1000s fuq qawwa medja għolja ta' 20W moxt tal-frekwenza tal-fibra ottika. Dan huwa magħruf li laħaq l-istabbiltà tal-frekwenza tal-aħjar arloġġi atomiċi ottiċi attwali, u huwa wkoll l-aħjar riżultat miksub minn pettnijiet ta 'frekwenza ottika ta' qawwa għolja s'issa. Il-Figura 1 turi d-dijagramma skematika taż-żewġ prototipi identiċi tal-inġinerija tal-moxt tal-fibra ottika ta 'qawwa għolja żviluppati u l-paragun extra-annwali tal-moxt ottiku doppju biex titkejjel l-istabbiltà tal-frekwenza.
Intuża oxxillatur tal-laser tal-fibra tal-fibra polarizzata b'mod rotazzjonali (NPR) mibni minnu nnifsu bħala s-sors tal-polz taż-żerriegħa tal-femtosecond fl-istudju, u output tal-lejżer femtosecond ta 'qawwa għolja b'qawwa medja akbar minn 20 W u wisa' tal-polz ta '75 fs inkiseb wara amplifikazzjoni tal-polz chirped fiber lineari (CPA). L-istabbiltà tal-frekwenza msakkra tal-frekwenza tal-bidla tal-fażi tal-pakkett tal-ġarr (CEO) hija 1.5×10-17/s. Fl-illokkjar tal-frekwenza ottika, l-impulsi femtosecond li joħorġu minn fergħat differenti tal-oxxillatur u l-amplifikatur huma sfruttati bil-laser ta 'referenza super-stabbli separatament, u jekk is-sinjal sfruttat tal-amplifikatur jintuża għall-illokkjar, l-istabbiltà tal-frekwenza mkejla tal-qawwa għolja ċirku tal-laser amplifikat jista 'jilħaq 2×10-18/s, filwaqt li fil-każ tas-CPA biss, l-istabbiltà tal-frekwenza tista' tilħaq 2×10-18/s, u fil-każ tas-CPA biss, il-frekwenza l-istabbiltà tista' tilħaq 2×10-18/s. -18/s, filwaqt li fil-każ li tissakkar biss l-output tal-polz femtosecond mill-oxxillatur, jekk l-amplifikatur jitħalla jaħdem liberament, l-istabbiltà tal-frekwenza tista 'tilħaq biss 10-15/s, li hija tliet ordnijiet ta' kobor agħar. L-analiżi tal-ispettru tal-qawwa tal-ħoss turi li l-amplifikatur jintroduċi ammont kbir ta 'ħoss ta' frekwenza baxxa, li għandu effett sinifikanti fuq l-istabbiltà fit-tul tal-frekwenza tal-moxt tal-frekwenza ottika, u d-differenza hija saħansitra għolja daqs erba 'ordnijiet ta' kobor f' ħin ta 'gate ta' 1000 s, kif muri fil-Fig. 2 (a). Barra minn hekk, ir-riżultati tal-analiżi tal-ħoss tal-fażi, li tikkaratterizza l-istabbiltà għal żmien qasir tal-frekwenza, juru wkoll li wara serje ta 'miżuri ta' kontroll tal-istorbju, il-ħoss ta 'frekwenza għolja introdott mill-amplifikatur huwa żgħir ħafna u ma jaffettwax il- stabbiltà għal żmien qasir tas-sistema.
Sabiex tiġi evalwata l-prestazzjoni tal-istabbiltà tal-frekwenza ta 'dan il-moxt tal-frekwenza ottika ta' qawwa medja għolja f'applikazzjonijiet prattiċi, żewġ petnijiet tal-frekwenza tal-lejżer tal-fibra ta 'qawwa għolja ta' 20W huma mkejla għall-ewwel darba f'dan l-istudju. Ir-riżultati tal-kejl juru li l-valur tipiku tal-istabbiltà tal-frekwenza barra taċ-ċirku huwa 4.35×10-17/s f’ħin ta’ integrazzjoni ta’ 1 s, u jonqos għal 6.54×10-19 f’ħin ta’ integrazzjoni ta’ 1000 s, kif muri fil-Fig. 2(b), li se tiftaħ bibien ġodda għal ħafna applikazzjonijiet li jeħtieġu qawwa għolja u stabbiltà ta 'frekwenza għolja ta' pettnijiet ottiċi. Dan il-progress tar-riċerka ġie ppubblikat reċentement f'Optics Express taħt it-titlu "Moxt ta' frekwenza ottika ta' qawwa għolja b'instabbiltà tal-frekwenza 10-19" (Opt. Express 31(20)). (Optics Express 31(20), 32813-32823 (2023)). L-ewwel awtur tal-artiklu huwa Xiaodong Shao, u l-ko-superviżuri huma Zhiyi Wei u Hainian Han. Dan ix-xogħol kien appoġġjat mill-Programm Pilota tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża (XDA1502040404, XDB210104004) u l-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina (60808007, 61378040, 11078022, 91850209).
Moxt tal-frekwenza tal-fibra ottika ta 'qawwa għolja ta' 20W b'stabbiltà ta 'frekwenza extra-annulari ta' l-ordni 10-19th.
Fig. 1 (a) Ritratt tal-prototip tal-prinċipju inġinerija tal-moxt ottiku tal-fibra ottika ta 'qawwa għolja, (b) Dijagramma skematika tal-kejl tal-istabbiltà tal-frekwenza extra-ring tal-moxt tal-frekwenza ottika ta' qawwa għolja
Fig. 2 (a) Stabbiltà tal-frekwenza ta 'oxxillatur u amplifikatur msakkra separatament, (b) Stabbiltà tal-frekwenza ta' moxt ta 'frekwenza ottika ta' qawwa għolja b'paragun barra miċ-ċirku
