美国罗彻斯特大学发现新型微梳激光器
罗彻斯特大学开发的激光器为片上频率梳发生器提供了一条新途径。
被称为光频梳的光测量设备已经彻底改变了计量学、光谱学、原子钟和其他应用。然而，在微芯片尺度上开发频率梳发生器所面临的挑战限制了其在日常技术（如手持电子设备）中的使用。
在《自然通讯》上发表的一项研究中，罗彻斯特大学的研究人员描述了他们开发的新型微梳激光器，这些激光器克服了之前的限制，并且具有简单的设计，可以为广泛的用途打开大门。
什么是微梳？
光学频率梳产生由多个相干光束组成的光谱，每个光束在均匀间隔的距离上被调谐到不同的频率或颜色。最终的形状类似于梳子上的齿。近年来，科学家们一直在努力创建这种技术的微型化版本，或称为微梳，它们可以安装在小芯片上。
但是，尽管科学家们在微梳的原型设计方面取得了进展，但在生产可用于实际设备的可行版本方面取得的成果有限。其中的障碍包括低功率效率、可控性有限、机械响应慢以及需要复杂的系统预配置。
简化的方法
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在罗切斯特电气与计算机工程系和光学研究所的教授Qiang Lin的带领下，他们研究团队创造了一种独特的方法来解决单个设备中的这些挑战。
据Lin实验室的电气与计算机工程博士生、论文的主要作者Jingwei Ling介绍，以前的方法通常依赖于将单波长激光注入非线性转换器中，该转换器可以将单波长转换为多个波长，从而形成光学梳状结构。
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“我们消除了单一波长，因为这会降低系统的效率，”Ling说。“相反，我们让梳状激光在系统内的反馈回路中全部被放大，因此所有波长都在单个元件内被反射和增强。”
“一站式”微梳激光器的简单性导致其功耗更低、成本更低、可调谐性高且操作简便。
“它很容易操作，”合著者Zhengdong Gao说道，他也是Lin实验室电气与计算机工程博士生。“以前的方法很难激发梳状激光，但用这种方法我们只需要打开电源，就可以直接控制梳状激光。”
实现这些微梳激光器仍然存在障碍，特别是在开发制造技术以在制造所需的公差范围内制造如此微小的组件。但研究人员希望他们的设备可以用于电信系统、自动驾驶汽车的光检测和测距（LiDAR）等应用。
这项研究得到了国防高级研究计划局和国家科学基金会的支持。
