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通过合成维度中相位实现快速增益频率梳的频谱整形

光学 2026-03-31 v2

摘要

光学频率梳设备在电信、传感和计量领域开启了新的能力。然而,对梳状光谱包络进行精确的原位控制仍然极具挑战性。通过引入具有非平凡相位的模式耦合,我们展示了一种光谱整形技术,能够在半导体激光频率梳的全带宽范围内连续调谐主导光谱瓣。我们通过联合利用激光腔模式所形成的合成晶格的人工几何结构以及其快速增益恢复所支持的相干动力学来实现这一点。我们使用腔体的双音调制,调制频率为其重复频率及其两倍频率,并通过控制相对相位将梳状模式耦合到三角晶格中。两音之间的相对相位定义了一个晶格相位,该相位打破了时间反演对称性并通过快速增益引导晶格动力学。通过这种方法,我们在实验上控制了梳状光谱包络,使得目标区域包含的强度超过均匀分布预期值的两倍以上,展示了可调谐的光谱选择性。这种能力直接在快速增益设备的光生成阶段实现,为高效的可编程波形工程开辟了道路,在测距、数据传输和传感方面具有潜在应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.11904,
  title  = {Spectral shaping of fast-gain frequency combs through phases in synthetic dimensions},
  author = {Diego Piciocchi and Alexander Dikopoltsev and Ina Heckelmann and Mattias Beck and Giacomo Scalari and Jérôme Faist},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11904},
  year   = {2026}
}