Учёные физического факультета МГУ предложили новый способ генерации оптических гребёнок. Этот метод позволяет генерировать широкие гребёнки с маленьким шагом между спектральными линиями. Исследование имеет большое прикладное значение для таких областей, как спектроскопия, радиофотоника и астрофизика. Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом (грант № 23-12-00057), опубликованы в журнале Q1 Physical Review A. Часть оборудования для исследования была закуплена в рамках Программы развития МГУ.
Оптические частотные гребёнки – это специальные оптические сигналы, спектр которых представляет собой набор дискретных равноотстоящих друг от друга частот, подобно зубьям гребёнки. Временное представление такого сигнала – последовательность коротких импульсов света. Существует большое количество методов генерации подобных сигналов, позволяющих получить гребёнки разной ширины: от очень узких (доли нанометра) до широких (десятки нанометров). Чем шире гребёнка, тем больше расстояние между линиями в спектре.
«В представленной работе мы попробовали совместить широкие гребёнки с редко расположенными линиями, с узкими гребёнками, с часто расположенными линиями. То есть сделать широкую гребенку, где линии расположены часто», – рассказал профессор кафедры физики колебаний физического факультета МГУ Сергей Манцевич.
Для решения поставленной задачи исследователи применили подход, основанный на каскадном использовании двух типов гребенок. В качестве источника оптической накачки использовалась широкополосная частотная гребёнка. Такие гребёнки генерируются с помощью оптических микрорезонаторов, в которых свет циркулирует за счёт эффекта полного внутреннего отражения. Затем гребёнка накачки подавалась в систему, генерирующую узкополосные гребёнки с малым шагом между линиями. Для этого использовалась система на основе петли смещения частоты. В ней свет циркулирует по оптической петле обратной связи, и при каждом проходе его частота сдвигается на фиксированную величину. Это позволяет генерировать гребенку с очень маленьким шагом. То есть каждая линия гребёнки накачки служит источником для генерации собственной узкополосной гребёнки.
Учёные продемонстрировали новый метод генерации оптических гребёнок, позволяющий получить широкие гребёнки с малым шагом между линиями в спектре, а также оценили его предельные характеристики. Такая технология имеет широкое практическое применение в спектроскопии, астрофизике, радиофотонике и других областях.
