太赫兹带隙半导体激光频率 comb 的 Farey 树锁定
光学
2025-04-02 v1 仪器与探测器
摘要
频率 comb 在分子指纹、成像、通信等方面显示出各种应用。在太赫兹频率范围内，基于量子级联激光(QCLs)的半导体激光是实现频率 comb 操作的理想平台。虽然由于四波混合锁定效应，自由运行的太赫兹QCLs可获得自启动频率 comb操作，但已广泛使用激振/非激振微波注入、相位锁定和 femtosecond 激光基于锁定技术来扩大和稳定太赫兹QCL comb。这些主动锁定方法确实对太赫兹QCL comb的频率稳定产生了显著效果，但同时也存在缺点，如引入较大的相位噪声且需要复杂的光学耦合和/或电路。本文演示了在微波注入下进行太赫兹QCL频率 comb的 Farey 树锁定。太赫兹QCL comb频率之间的频率竞争导致了太赫兹QCL comb的频率锁定，Farey分数频率可基于 Farey树层级的下降趋势准确预测。此外，双comb实验结果表明，采用 Farey树锁定方法后，双comb光谱线的相位噪声显著降低。这些结果为部署紧凑且相位噪声低的太赫兹频率 comb源提供了可能。
引用
@article{arxiv.2406.13538,
title = {Farey tree locking of terahertz semiconductor laser frequency combs},
author = {Guibin Liu and Xuhong Ma and Kang Zhou and Binbin Liu and Lulu Zheng and Xianglong Bi and Shumin Wu and Yanming Lu and Ziping Li and Wenjian Wan and Zhenzhen Zhang and Junsong Peng and Ya Zhang and Heping Zeng and Hua Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.13538},
year = {2025}
}
备注
22 page, 7 figures. Light: Science & Applications, 2025