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NIST新的电光激光脉冲比通常的超快激光快100倍

美国国家标准与技术研究院(NIST)和科罗拉多大学(均位于科罗拉多州博尔德市)的物理学家使用普通的电子设备来制造比传统超快激光器脉冲100倍的激光器。这一进步可以将超快科学的优势扩展到新的应用,例如实时成像生物材料。

制造电光激光器的技术已经存在了五十年,这个想法似乎很简单。但到目前为止,研究人员还是无法通过电子方式切换光来制作超快脉冲并消除电子噪声或干扰。美国国家标准与技术研究院的科学家开发了一种过滤方法,以减少热诱导的干扰,否则会破坏电子合成光的一致性。当电子信号在铝腔内来回反弹时,它们被稳定和过滤; 固定波以最强频率出现并阻挡或滤除其他频率。 传统的超快光源是光频梳,通常用复杂的锁模激光器制造,它形成来自许多不同频率的光波的脉冲重叠,在光学和微波频率之间产生链接。光学和微波信号的互操作为通信,计时和量子传感系统的最新进展提供了动力。

相比之下,NIST的新型电光激光器对以光学频率工作的连续波激光器施加微波电子振动,有效地将脉冲刻入光中。新的电光激光器每100 ps产生一次脉冲,而不是通常的~10 ns。


NIST的超快电光激光器依靠这个铝腔来稳定和过滤电子信号,这些电子信号在内部来回反射,直到固定波以最强频率出现并阻挡或滤除其他频率。

为了形成电光激光器,NIST的研究人员从一个红外连续波激光器开始,用一个由腔体稳定的振荡器产生脉冲,提供相当于一个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。激光器采用商用电信和微波元件构建,使系统非常可靠。可靠性和准确性的结合使得电光梳对于光学时钟网络或通信或传感器系统的长期测量具有吸引力,其中需要比当前可能的更快地获取数据。


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