任意时间轮廓激光光学频率梳的线宽
光学
2018-10-17 v1
摘要
对于许多应用，光学频率梳（OFCs）需要高度的时间相干性（窄线宽）。通常 OFCs 是在非线性介质中由单色窄线宽激光源或锁模激光脉冲产生，但在至关重要的中红外（MIR）和太赫兹（THz）光谱区域，OFCs 可由自由运转量子级联激光器（QCLs）以高效率本征地产生。这些频率梳不同于传统 OFCs，因为各模式的相位不同，且在时域中 OFC 是调幅与调相信号的看似随机的组合，而非短脉冲。尽管存在这种伪随机性，实验证据表明 QCL OFC 的线宽与单模运转 QCL 的线宽一样窄。这一看似显然的观察虽被普遍承认，却未被充分理解。本工作中，我们通过推导 QCL OFC 的 Schawlow-Townes 线宽表达式严格证明了这一事实，并基于激光模式的正交性给出了透明的物理解释，表明尽管时间轮廓迥异，MIR 与 THz QCL OFCs 在大多数应用中与其他任何 OFC 同样优良。
引用
@article{arxiv.1807.10401,
title = {Linewidth of the Laser Optical Frequency Comb with Arbitrary Temporal Profile},
author = {Jacob B Khurgin and Nathan Henry and David Burghoff and Qing Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.10401},
year = {2018}
}