集成频率梳的全光噪声抑制

集成频率梳有望将基于实验室的计量转化为颠覆性的现实世界应用。然而，这些微梳对集成腔折射率的随机热涨落很敏感，且随着腔尺寸变小，其影响变得更加显著。微梳的噪声性能与占用面积之间的这种权衡，是实现受控实验室环境之外应用的突出障碍。在此，我们证明通过全光克尔诱导同步（KIS）方法，可以使小占用面积与低噪声兼容。我们的研究揭示，腔孤子与注入参考泵浦激光器之间同步的锁相特性，使得微梳不再受限于内部噪声源。相反，微梳噪声主要受限于外部源，即双重锁定微梳的两个泵浦的频率噪声。首先，我们在理论和实验上表明，倍频程微梳的单个梳齿线宽与泵浦激光器保持在同一数量级，这与单泵浦情况形成对比，后者从泵浦到梳边缘表现出两个数量级以上的增加。其次，我们在理论上表明，KIS 中的热折射噪声等本征噪声源在腔衰减率处被抑制，大大降低了其影响。在实验上，我们表明即使使用自由运转的激光器，KIS 微梳也能表现出比不存在 KIS 时预测的热折射噪声极限更好的重复率噪声性能。