以分子为参考的耗散 Kerr 孤子光子太赫兹振荡器

控制光与物质之间的相干性，已使得电磁辐射具有定义国际单位制（SI）秒的频谱纯度与稳定性。尽管原子超精细能级间的跃迁在微波与光学域可观测，但将此种稳定性可靠地转移到其他感兴趣的频率范围并非易事。这种稳定性在太赫兹域尤为受到追求，以提升甚长基线干涉测量与分子光谱学的分辨率，并推进高速、高数据率无线通信的技术发展。然而，该光谱范围内明显缺乏原生频率参考，而这对于测量的一致性与溯源至关重要。为缓解此类波所包含的频率漂移，我们通过实验证明，使用一氧化二氮 N2O 的旋转光谱可使线宽减小达千倍。一对二极管激光器由低噪声、基于芯片的耗散 Kerr 孤子光注入，并入射至单行载流子光电二极管上。我们通过相位调制光谱学将发射的太赫兹波频率锁定至 N2O 的旋转跃迁中心。实现了线宽为 6 Hz 的太赫兹波（在 1 秒平均时间下分数频率稳定性为 $2 \times 10^{-11}$），同时避免了对频率标准的倍频或分频需求。