一种克尔微谐振腔光学钟机
光学
2019-08-21 v1
摘要
克尔微谐振腔通过连续波（CW）激光的非线性相互作用产生有趣且有用的电磁辐射基本态。利用光子集成技术，可实现具有低噪声、小尺寸、低功耗、可扩展制造以及光子与电子异质组合的实用器件。稳定循环于克尔微谐振腔中的克尔孤子，已成为相干超快脉冲序列和超宽带光学频率梳的源。利用 f-2f 技术，克尔梳支持用于光学合成与计量的载波包络偏移相位稳定。在本文中，我们提出一种基于光学频率划分（OFD）的克尔微谐振腔光学钟机，该技术可将光学钟的分数频率稳定性传递至较低频率的电子钟信号。本文所呈现的钟机基于氮化硅（SiN）微谐振腔，其支持由重复频率 1 THz 的孤子脉冲组成的光学频率梳。通过对整个 SiN 梳进行电光相位调制，我们在 SiN 梳模之间任意生成额外的 CW 模式；在操作上，这降低了脉冲序列重复频率，并可用于实现至微波域的 OFD。我们的实验将该克尔微谐振腔钟机的残余频率噪声表征为 10^{17} 分之一，这为将克尔梳与高性能光学钟结合使用开辟了可能。此外，SiN 频率梳的光子集成与 1 THz 分辨率使其对宽带、低分辨率液相吸收光谱颇具吸引力，我们通过水、脂质和有机溶剂的近红外测量予以演示。
引用
@article{arxiv.1811.00581,
title = {A Kerr-microresonator optical clockwork},
author = {Tara E. Drake and Travis C. Briles and Daryl T. Spencer and Jordan R. Stone and David R. Carlson and Daniel D. Hickstein and Qing Li and Daron Westly and Kartik Srinivasan and Scott A. Diddams and Scott B. Papp},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00581},
year = {2019}
}