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新型光电激光脉冲比常规激光脉冲快100倍

日期:2018-10-16

【据美国国家标准技术研究所网站2018年9月27日报道】制造光电激光器的技术已经存在了50年,这个想法看起来很简单。但到目前为止,研究人员还无法通过电子开关使光产生超快脉冲并消除电子噪声或干扰。因此美国国家标准技术研究所(NIST)的科学家开发了一种过滤方法来减少热诱导的干扰。他们用铝罐来处理光线,当信号在像汽水罐这样的东西里来回反射时,固定的波就会以最强的频率出现,并屏蔽或过滤掉其他频率。

常规的超快光源是光学频率梳,通常由复杂的锁模激光器产生,能通过多种重叠的不同频率的光波形成脉冲,从而在光学频率和微波频率之间产生链路。光学信号和微波信号的互操作,推动了通信、计时以及量子传感系统的进展。相比之下,NIST研发的新型光电激光器对以光学频率运行的连续波激光器施以微波电子振动,可有效地将脉冲刻入光波中。新的光电激光器每100 ps产生一次脉冲,而不是通常的10 ns一次。

项目负责人ScottPapp表示:“化学和生物成像是这类激光器很好的用例。通过超快脉冲探测生物样品,可提供成像和化学组成信息。通过我们的新技术,可以快速实现类似成像。因此,目前耗时一分钟的高光谱成像可能会在更短时间内完成。”

为了制造光电激光器,美国国家标准与技术研究所的研究人员从红外连续波激光器开始,用一个由腔稳定的振荡器产生脉冲,该振荡器提供等效的存储器以确保所有脉冲相同。激光器以微波速率产生光脉冲,并且每个脉冲被引导通过微芯片波导结构以在频率梳中产生更多的颜色。

Papp说,光电激光器提供了前所未有的速度和精度和稳定性,可与锁模激光器媲美。使用商用电信和微波组件构造激光器,使得系统非常可靠。可靠性和准确性的结合,使得光电频率梳对于需要比当前可能更快地获取数据的设备,如光时钟网络或通信或传感器系统的长期测量都具有吸引力