http://www.stdaily.com 2011年10月24日   來(lái)源： 科技日報   作者： 劉霞

   本報訊 據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國普渡大學(xué)和國家標準與技術(shù)研究院（NIST）的科學(xué)家攜手研制出了一塊能將連續激光轉變?yōu)榇罅砍堂}沖的微環(huán)高頻設備，這塊設備小巧到能安裝在一塊計算機芯片上，有望應用于高級傳感器、通訊系統和實(shí)驗室設備中。

   他們研制出的這塊“微環(huán)諧振器”寬約80微米（與人的一根頭發(fā)絲差不多），由氮化硅（可與電子設備內廣泛使用的硅材料兼容）構建而成。

  普渡大學(xué)電子與計算機工程學(xué)院的教授安德魯•維尼解釋道，連續波激光器——單頻激光器是一種非常普通的激光器，可發(fā)出強度始終不變的激光，其發(fā)出的紅外光通過(guò)一根光纖進(jìn)入芯片，隨后被波導引導入該微環(huán)設備中，并被轉化為包含多種頻率的高頻脈沖，其頻率范圍為每秒數千億次。這些不同頻率的高頻脈沖被稱(chēng)為“梳狀線(xiàn)”，因為當它們出現在一個(gè)圖形中時(shí)，就像梳子上的梳齒。

  維尼表示，這種微環(huán)光梳生成器可與能產(chǎn)生多個(gè)頻率和短脈沖的鎖模激光器相媲美，不過(guò)，微環(huán)設備的優(yōu)勢在于它非常小巧。
 
   激光在微環(huán)內會(huì )遇到“非線(xiàn)性交互作用”，產(chǎn)生新頻率的光梳，并可通過(guò)另一條光纖從該設備中發(fā)射而出?？茖W(xué)家們表示：“對于光梳的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)，這種非線(xiàn)性非常關(guān)鍵。利用非線(xiàn)性，我們能獲得擁有很多頻率的光梳，其中包括起源光的頻率，其余則是微環(huán)中產(chǎn)生的新的頻率。”

  科學(xué)家們希望，能通過(guò)精確控制得到光梳的頻率，制造出可有效探測有害物質(zhì)或污染物的高級光學(xué)傳感器、用于實(shí)驗室研究的超靈敏分光鏡以及基于光子學(xué)的能傳遞大量信息的通訊系統，這樣的光學(xué)系統不僅能傳遞更高質(zhì)量的信息，也可以增加其帶寬。另外，這種光梳技術(shù)也可用于新一代高帶寬電子信號中，在無(wú)線(xiàn)通訊和雷達領(lǐng)域找到用武之地。

   盡管此前已有其他科研團隊演示過(guò)這種光梳生成技術(shù)，但最新研究首次使用“光任意波形技術(shù)”對這些頻率進(jìn)行了處理。維尼是“光任意波形技術(shù)”領(lǐng)域的領(lǐng)先者?？茖W(xué)家們能控制每個(gè)光譜線(xiàn)（光譜鑷制機或分光計在焦平面上捕捉到的狹長(cháng)狀圖形）的波幅和相位，從而了解到存在兩類(lèi)光梳——“高相干”和“部分相干”，為研究這一過(guò)程的物理學(xué)原理開(kāi)辟了新方向。

  科學(xué)家們表示，接下來(lái)，他們希望能提取單個(gè)光梳線(xiàn)的相位，從而為研究光梳產(chǎn)生過(guò)程的物理學(xué)原理提供線(xiàn)索，此外也希望制造出可商用的有正確頻率的設備。（劉霞）