《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)

  • 原文来源:https://www.nist.gov/publications/broadband-optoelectronic-mixer-terahertz-frequency-comb-measurements
相关报告
  • 《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)
  • 《美国国家标准与技术研究院(NIST)研究团队开发了能够实现八度跨越的微梳制造工艺》

    • 来源专题:计量基标准与精密测量
    • 编译者:张宇
    • 发布时间:2024-09-11
    • 孤子微梳为自校准和光学计量提供了一种基于芯片的倍频光源。研究人员使用氮化硅集成光子学铸造厂生产280个单芯片解决方案的倍频微梳晶圆。利用波导截面的群速度色散(GVD)工程,研究人员在 f-2f 自校准频率下形成了色散波谱增强的孤子谱。此外,研究人员还展示了其他的考虑因素,包括孤子频谱设计模型,超宽带谐振腔外部耦合,低损耗边缘耦合器,以及非线性自相互作用的短周期孤子。为了满足制造公差,研究人员系统地扫描了336个谐振器宽度和半径的参数集,确保每个芯片上至少有一个器件能够产生具有电子可检测的载波包络偏移频率的倍频梳,研究人员已经在实验中成功的实现了这一目标。研究人员的设计和测试过程允许创建高度可重复的孤子微梳单芯片解决方案,这些解决方案针对泵浦运行~100 mW 和用于f-2f 检测的高梳状模式功率进行了优化,这是用于光学计量的紧凑型微系统的核心组件。 相关研究成果于2024年9月6日发表在《Optics Letters》期刊上(DOI:10.1364/OL.527540)。