物理科技生物学-PHYICA

用光纤环调制实时范冰冰 护发秘诀观测布洛赫频率振荡

物理学 2021-11-04 23:58:44

中国科学院 连续波激光器;ML激光器,锁模激光器;BPF,带通滤波器;PC,偏振控制器;AWG,任意波形生成;IM,强度调制器;PBS,偏振分束器;光纤耦合器;射频、射频信号发生器;EA,电放大器;VA,可变衰减器;ODL,光学延迟线;色散补偿光纤;ISO,隔离器;LD,激光二极管;WDM,波分复用器;掺铒光纤;PD,光电探测器;OSC,示波器;光谱分析仪

信用:、宁宁、杨承志、秦、、李、、、韩、、、华龙、、陆培祥 布洛赫振荡(BOs)最初是在施加静态电场时预测固体晶格中的电子的

中国科学家在失谐相位调制下,在光纤环中创建了一个合成频率晶格,并实时直接观察频率晶格

电信频段的频谱可以移动到数百千兆赫

该研究可应用于光纤通信系统中的频率控制

BOs描述了固体中电子在外加静电场作用下的周期性运动

然而,由于电子的弛豫时间通常比振荡周期短得多,因此直接测量自然固体中的BOs具有挑战性

迄今为止,电子玻色子的类比已经扩展到时间、频率和角动量的合成维度

在以前的研究中,频率波已经在具有交叉相位调制的非线性光纤中得到实验验证

然而,仅在光纤的输出处获得了频谱,因此仅间接测量了BOs的演化过程

此外,在时间调制下的微谐振器中已经从理论上证明了频率波

考虑到环形谐振器的紧凑结构,直接观察BOs在补偿收集信号时的功率降低方面仍然面临困难

在《光科学与应用》杂志发表的一篇新论文中,由华中科技大学物理学院和武汉光电子国家实验室的王冰教授领导的一个科学家团队及其同事直接观察了时间失谐调制光纤环路中的频率波

入射光脉冲的光谱在相位调制形成的频率晶格中经历了周期性运动

时间失谐在晶格中产生一个有效的电场力,该电场力与随光谱演化而变化的有效矢量势有关

此外,通过使用色散傅里叶变换(DFT)技术实时测量光谱的瞬态演变

基于频域操作系统,最大频移达到82千兆赫

输入脉冲的带宽也扩大到312千兆赫

时间失谐为2、5和8 ps时频率BOs的交流实验结果

d-f模拟BOs对应于a-c中的实验结果

作为时间失谐函数的BOs的振幅和周期

信用:、宁宁、杨承志、秦、、李、、、韩、、、华龙、、陆培祥 这项研究提供了一个有前途的方法,以实现业务对象在综合方面,并可能找到在光纤通信系统的频率操作的应用

这些科学家总结了这项工作的原理:“相位调制诱导了相邻频率模式之间的耦合,从而在频率维度上构建了一个晶格

当光脉冲在光纤环路中传播时,可以通过使用光延迟线来调整往返时间

在脉冲循环时间和调制周期之间可以引入小的时间失谐,这作为频率晶格中的有效电场力,从而产生频率BOs

我们证明了矢量势也有助于有效力的产生,有效力随传播距离而变化

" 为了实现对从环路耦合输出的脉冲频谱的实时测量,在光纤环路的末端连接了一个基于离散傅立叶变换的分光镜

长色散补偿光纤执行傅里叶变换,将光脉冲的频谱包络映射为时域波形

由于光纤中的色散,实时测量的频谱分辨率约为9

可以达到8千兆赫

" 时间失谐量分别为2、5和8 ps时的实验光谱演化

对应于a-c的d-f数值结果

信用:、宁宁、杨承志、秦、、李、、、韩、、、华龙、、陆培祥 “我们实现了短脉冲和宽脉冲的入射,并直接观察了频率为BOs的振荡和呼吸模式

当短脉冲在光纤环路中传播时,可以看到入射脉冲的频谱沿着余弦轨迹演化,这与频率BOs有关

他们补充说:“对于宽脉冲来说,光谱显示了一种呼吸模式,在进化过程中伴随着自聚焦效应。”

基于目前的方法,频谱操纵克服了微电子带宽的限制

这项研究可以在高效频率转换和信号处理中找到许多应用

此外,在BOs的帮助下,我们验证了矢量规范势可以用来操纵合成频率晶格中光子的光学特性,这提供了一种控制光的独特方法,特别是在拓扑光子学领域,”科学家预测

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