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物理学 > 仪器与探测器

arXiv:1802.00262 (physics)
[提交于 2018年2月1日 ]

标题: 基于飞秒激光频率梳中塞贝克效应的高功率超稳微波信号光子生成

标题: Photonic Generation of High Power, Ultrastable Microwave Signals by Vernier Effect in a Femtosecond Laser Frequency Comb

Authors:Khaldoun Saleh, Jacques Millo, Baptiste Marechal, Benoît Dubois, Ahmed Bakir, Alexandre Didier, Clément Lacroûte, Yann Kersalé
摘要: 通过光学频率梳将超稳激光的光学频率分量转换到微波频率范围,使得生成具有前所未有的高光谱纯度和稳定性的微波信号成为可能。 然而,如果没有使用外部光学频率梳重复率乘法装置,生成的微波信号将会遭受非常低的功率水平。 本文报告了关于在双方向耦合器加-减光纤环形谐振器中利用Vernier效应以及光谱选择性滤波来提高梳状结构重复率并生成高功率微波的理论和实验研究。 研究重点在于两个选择性滤波方面:对频率梳中不需要的光学模式进行高抑制,以及以最低可能的损耗传输所需的模式。 此外,特别考虑了在谐振器输出端频率梳的稳定性和线宽的保持。 因此,设计、制造并表征了一个光纤环形谐振器,并提出了一种稳定谐振器谐振梳的技术。 在10 GHz处实现了光子生成的拍频信号的显著功率增益。 还讨论了进一步提高这种概念验证器件性能的途径。
摘要: Optical frequency division of an ultrastable laser to the microwave frequency range by an optical frequency comb has allowed the generation of microwave signals with unprecedently high spectral purity and stability. However, the generated microwave signal will suffer from a very low power level if no external optical frequency comb repetition rate multiplication device is used. This paper reports theoretical and experimental studies on the beneficial use of the Vernier effect together with the spectral selective filtering in a double directional coupler add-drop optical fibre ring resonator to increase the comb repetition rate and generate high power microwaves. The studies are focused on two selective filtering aspects: the high rejection of undesirable optical modes of the frequency comb and the transmission of the desirable modes with the lowest possible loss. Moreover, the conservation of the frequency comb stability and linewidth at the resonator output is particularly considered. Accordingly, a fibre ring resonator is designed, fabricated, and characterized, and a technique to stabilize the resonator's resonance comb is proposed. A significant power gain is achieved for the photonically generated beat note at 10 GHz. Routes to highly improve the performances of such proof-of-concept device are also discussed.
评论: 16页,13图
主题: 仪器与探测器 (physics.ins-det) ; 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:1802.00262 [physics.ins-det]
  (或者 arXiv:1802.00262v1 [physics.ins-det] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1802.00262
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Scientific Reports 8, 1997 (2018)
相关 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-20408-y
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来自: Khaldoun Saleh Dr. [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2018 年 2 月 1 日 12:35:43 UTC (1,589 KB)
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