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平衡光學(xué)互相關(guān)儀——多束超快激光時(shí)間差檢測儀
加州理工團隊的Kerry J. Vahala團隊于2021年在《自然物理學(xué)》雜志上發(fā)表了一項研究，展示了如何使用平衡光學(xué)交叉相關(guān)器（BOC）作為一種超精密的光學(xué)定時(shí)抖動(dòng)測量設備。
在實(shí)驗中，他們用平衡光學(xué)互相關(guān)儀 多束超快激光時(shí)間差檢測儀精確測量了微腔中孤子對的定時(shí)抖動(dòng)，并能確定量子噪聲對相對孤子運動(dòng)的影響。孤子或孤立波是一種自強化的波包，在傳播過(guò)程中能夠保持其形狀并以恒定速度前進(jìn)。通過(guò)在介質(zhì)中平衡非線(xiàn)性和色散效應，實(shí)現了這一特性。孤子的自強化特性使其成為下一代電信系統中的一個(gè)令人興奮的研究領(lǐng)域。
加州理工團隊分析的孤子是光學(xué)微腔中的相干泵浦（Kerr）孤子。這種設置可能成為基于芯片的頻率梳的基礎。然而，這些光學(xué)孤子預計會(huì )經(jīng)歷隨機量子擴散，從而在孤子微梳的應用中設定一個(gè)基本的性能限制。
Bao等人（2021）構建了一個(gè)實(shí)驗裝置，可以在微腔中產(chǎn)生共傳播和反向傳播的孤子，并將這些孤子從腔體釋放出來(lái)，傳送到BOC。在平衡光學(xué)互相關(guān)儀 多束超快激光時(shí)間差檢測儀那里，可以分析來(lái)自微腔的孤子對之間的定時(shí)抖動(dòng)。通過(guò)測量，他們能夠確定反向傳播孤子的量子極限。此外，通過(guò)測量共傳播孤子對，團隊確認了這些共傳播孤子的穩定化效應。在實(shí)驗中，發(fā)現共傳播孤子的相對定時(shí)抖動(dòng)遠低于單個(gè)孤子的量子極限，這是由于相互之間的穩固運動(dòng)相關(guān)性，而這在此前僅為理論預測。
對加州理工團隊來(lái)說(shuō)，BOC的高精度是他們實(shí)驗的關(guān)鍵部分。此外，它使他們能夠探索孤子微梳中定時(shí)抖動(dòng)的基本極限，并為多孤子物理學(xué)提供了新的見(jiàn)解。
產(chǎn)品應用示意圖（兩束超快激光器進(jìn)行同步）-平衡光學(xué)互相關(guān)儀多束超快激光時(shí)間差檢測儀
主要參數-平衡光學(xué)互相關(guān)儀多束超快激光時(shí)間差檢測儀
參數 | 數值 | 單位 | 備注 |
檢測器靈敏度 | > 5 | mV / fs | 在檢測器輸出端 (未放大) |
檢測器分辨率 | < 0.5 | fs | 集成檢測器噪聲底限在10 kHz帶寬內 |
時(shí)間抖動(dòng) | < 15 | fs | 在35 μHz - 1 MHz帶寬內，取決于主/參考激光器的 噪聲特性和從激光器腔內執行器的性能 |
尺寸 (長(cháng) x 寬 x 高) | 300 x 270 x 66 | mm | |
重量 | 5 | kg | 取決于選項 |
光學(xué)輸入波長(cháng) | < 2000 | nm | 為感興趣的波長(cháng)量身定制 |
光學(xué)輸入功率 | 10 - 50 | mW | 取決于波長(cháng)范圍和其他激光參數 |
光學(xué)輸入類(lèi)型 | PM光纖 | FC或SC連接器（可選自由空間輸入） | |
脈沖重復頻率 | < 10 | GHz | 為感興趣的重復頻率量身定制 |
尺寸 | 機架安裝，19英寸寬，4個(gè)高度單元 | ||
集成反饋 | 已包含 | 優(yōu)化的PID參數 | |
控制系統接口 | 已包含 | 適用于Epics、Tango... | |
自動(dòng)鎖定 | 已包含 |
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