01论文介绍

低噪声光学频率梳已被广泛应用于光学频率的比对、距离测量、双光梳气体吸收谱测量、低噪声微波产生等领域。然而，大多数低噪声、窄光学线宽的光学频率梳的运转需要将光学梳齿参考至超稳光学谐振腔，这使得光学频率梳系统的运转变得非常复杂，技术门槛与成本过高，限制了其进一步的应用。

相比于光学谐振腔，单模光纤延迟线作为参考基准，有着结构简单、成本低廉等优点。天津大学超快激光实验室的宋有建教授和田昊晨博士将一段公里量级长度的单模光纤作为参考基准，将单模光纤延迟线的稳定性传递至光学频率梳中的所有梳齿，实现梳齿频率噪声的抑制与梳齿线宽压缩。在实验中，一台掺铒光纤激光器的两个光学梳齿同时被参考至1.25公里长的单模光纤延迟线，实现光学频率梳的两个自由度的稳定。使用波长为1542nm的窄线宽激光对光学频率梳中对应波长的梳齿进行环外噪声测量。结果得到波长为1542nm的光学梳齿的剩余相位噪声为925mrad（从10MHz积分至1kHz），频率不稳定度为9.13×10-13（平均时间12.8ms），短期线宽为580Hz。

由于该稳频技术仅使用一段长单模光纤作为参考，整个系统可靠且成本低廉。并且由于外差探测是一个线性过程，该稳频方案不需要很高的脉冲能量。因此，该稳频技术可用于高重复频率的光学频率梳，例如微腔光学频率梳的稳频。另一方面，该稳频技术不需要额外的单频激光器，锁相环路简单，且具有全光纤的结构，能够实现紧凑型、实用化的稳频飞秒激光频率梳，在分子光谱学、基于增强腔产生高次谐波、超稳微波源、相干激光雷达、多光梳光谱学测量等领域具有广阔的应用前景。


图1.实验装置图。FRM,法拉第旋光镜;DWDM,密波分复用器;AOFS,声光频移器;PD,光电探测器;DCU,延迟控制单元;WG,波形产生器。


图2.稳频结果。（a）1542nm光学梳齿的艾伦方差。（b）1542nm光学梳齿的线宽。

02团队介绍


宋有建，天津大学教授、博士生导师,OPTICA、IEEE的高级会员（Seniormember）,主要研究方向为低噪声飞秒激光频率梳及精密测量应用。在Optica,OpticsLetters,AppliedPhysicsLetters等高水平期刊发表学术论文100余篇，引用2700余次，任CLEO,UltrafastOpticsConference等国际会议的程序委员会委员。


田昊晨，现任中国计量科学研究院副研究员。主要研究方向为飞秒激光器中的噪声测量及精密控制、光学频率梳技术及其应用、双光学频率梳技术。在AppliedPhysicsLetters,OpticsLetters,OpticsExpress等期刊上发表论文三十余篇，其中一作/通讯作者十余篇。

03原文信息

标题：Opticalfrequencycombstabilizedtoafiberdelayline

作者：HaochenTian，FeiMeng，KaiWang，BaikeLin，ShiyingCao，ZhanjunFang，YoujianSong，MinglieHu

期刊：,121106(2021)

04期刊介绍

AppliedPhysicsLetters以简明扼要的最新报告为特色，介绍了应用物理学的重大新发现。APL强调关键数据和新的物理学见解的快速传播，及时发表新实验和理论论文，报告物理现象在科学，工程和现代技术的所有分支中的应用。


05关于AIP出版

美国物理联合会出版社（AIP出版社）是美国物理联合会（AIP）旗下的非营利独资出版社。AIP出版社的使命是在物理和相关科学领域开展学术出版活动，以支持AIP的慈善、科学和教育目标。我们也代表出版合作伙伴进行出版活动，以帮助其积极推进自身的使命。

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