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《美国国家标准与技术研究院（NIST）升级了频率梳波长计校准服务》

  • 来源专题：计量基标准与精密测量
  • 编译者： 张宇
  • 发布时间：2024-11-25

  • 近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）对真空波长校准服务进行了升级。该服务所使用的仪器仪表的核心升级为与GPS控制振荡器相连的光学频率梳，进而提供对国际单位制（SI）秒的直接可追溯性。在此之前，该服务已经覆盖了流行的红色和绿色激光波长的校准。最近，又增加了针对电信行业中C波段电信号波长计进行多波长校准的能力。对于大多数商业可用的波长计，测试不确定度比约为10^4。

    该项目的科研论文已发表在《Metrologia》期刊中。（DOI：10.1088/1681-7575/ad8927）

  • 原文来源：https://www.nist.gov/publications/wavemeter-calibration-frequency-comb
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  • 《美国国家标准与技术研究院（NIST）为波长计提供新的校准服务》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：张宇
    • 发布时间：2024-12-29
    • 三十多年以来，美国国家标准与技术研究院（NIST） 一直在为工业、学术界和政府实验室中使用的激光器提供波长校准服务。近日，NIST扩展了其服务范围，包括对波长计的校准——特别是那些测量电信号的波长计，这些被转换成光波的电信号通过光纤线缆来传输数据。 一根典型的光纤线缆能够使用多个波长来传输信息，每个波长构成一个单独的数据通道。为了满足数据传输的需求，工程师和科学家们正在为每根线缆开发更多可用的光波信道。 因此，校准那些测量电信号的波长计显得尤为重要。例如，如果在同一线缆中传输的两个相邻的信道的光波波长由于没有精确测量而发生重叠，则可能会严重影响信息的传递。 这就是为什么来自哥斯达黎加电力研究所的计量学家 Johnny Jiménez去年八月来到了NIST。他带着他研究所的一台波长计来到Patrick Egan的尺寸计量实验室，并在那里进行了为期两个月的访问。 Jiménez说：“随着全球新技术趋势、新光纤网络标准和更高数据传输要求的发展，迫切需要扩展波长计测量的波长范围并提高这些设备的准确性。他补充说，除了提高光纤网络的传输能力外，还需要开发支持新材料和设备测量的高精度波长计，其特性取决于所选波长。 为了校准波长计，Egan依靠光学频率梳——一系列等间隔的频率，它们就像尺子上的刻度一样用来测量光的波长。频率梳与一个振荡器相连，该振荡器的振动频率由全球定位系统控制，从而可以将校准精度直接追溯到秒的国际标准单位。 “NIST能够在非常重要的特定波长范围内校准我们的标准波长计，其精度水平是任何其他国家计量机构都无法比拟的，”Jiménez说。 Egan说，随着电信网络承载越来越多的高速数据，他预计对波长计校准的需求将会增加。NIST现在可以校准1520至1570纳米（nm）的电信号波长范围的波长计，以及633 nm的单一红光波长。Jiménez将对重要电信号波长校准的范围扩展到1310 nm至1625 nm。 Egan表示，根据相应的需求，NIST可能会考虑增加校准用于测量其他类型波长的波长计。 该研究的细节已于 2024 年 11月 7日在线发表在《Metrologia》杂志上。（DOI：10.1088/1681-7575/ad8927）。
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  • 《美国国家标准与技术研究院（NIST）发布用于太赫兹频率梳测量的超宽带光电子混频器》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：张宇
    • 发布时间：2025-05-09
    • 近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）展示了他们研发的用于太赫兹频率梳测量的超宽带光电子混频技术，该技术使用经过改进的高速单向载波（MUTC）光电二极管提供高达500GHz的重复频率的相位相干检测。光电二极管本身的非线性光电子效应使电梳的谐波产生和下混过程具有显著不同的重复频率。具体来说，研究过程中生成了两个25GHz的频率梳，并使用光学滤波器来探索微波、毫米波和太赫兹频率范围内的频率梳光谱分量到基带的相干下混频。光电子混频器出色的噪声抑制性能使毫米波和太赫兹频率梳的相位相干测量成为可能，其测量时间为 τ，而艾伦偏差为 10^-13/τ。NIST进一步研究了转换损耗对反向偏置电压和光电流的依赖程度。实验结果表明，通过在最佳电压和最大可用光电流下运行光电二极管，可以将转换损耗降至最低。这项研究为毫米波和太赫兹频率梳的测量提供了一种解决方案，并有助于实现具有微共振器的完全稳定的频率梳。 该项研究的成果已发表在《Optics Letters》期刊上。（DOI：10.1364/OL.557366）
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