平衡光學(xué)互相關(guān)儀——多束超快激光時間差檢測儀

加州理工團隊的Kerry J. Vahala團隊于2021年在《自然物理學(xué)》雜志上發(fā)表了一項研究，展示了如何使用平衡光學(xué)交叉相關(guān)器（BOC）作為一種超精密的光學(xué)定時抖動測量設(shè)備。

在實驗中，他們用平衡光學(xué)互相關(guān)儀 多束超快激光時間差檢測儀精確測量了微腔中孤子對的定時抖動，并能確定量子噪聲對相對孤子運動的影響。孤子或孤立波是一種自強化的波包，在傳播過程中能夠保持其形狀并以恒定速度前進。通過在介質(zhì)中平衡非線性和色散效應(yīng)，實現(xiàn)了這一特性。孤子的自強化特性使其成為下一代電信系統(tǒng)中的一個令人興奮的研究領(lǐng)域。

加州理工團隊分析的孤子是光學(xué)微腔中的相干泵浦（Kerr）孤子。這種設(shè)置可能成為基于芯片的頻率梳的基礎(chǔ)。然而，這些光學(xué)孤子預(yù)計會經(jīng)歷隨機量子擴散，從而在孤子微梳的應(yīng)用中設(shè)定一個基本的性能限制。

Bao等人（2021）構(gòu)建了一個實驗裝置，可以在微腔中產(chǎn)生共傳播和反向傳播的孤子，并將這些孤子從腔體釋放出來，傳送到BOC。在平衡光學(xué)互相關(guān)儀 多束超快激光時間差檢測儀那里，可以分析來自微腔的孤子對之間的定時抖動。通過測量，他們能夠確定反向傳播孤子的量子極限。此外，通過測量共傳播孤子對，團隊確認了這些共傳播孤子的穩(wěn)定化效應(yīng)。在實驗中，發(fā)現(xiàn)共傳播孤子的相對定時抖動遠低于單個孤子的量子極限，這是由于相互之間的穩(wěn)固運動相關(guān)性，而這在此前僅為理論預(yù)測。

對加州理工團隊來說，BOC的高精度是他們實驗的關(guān)鍵部分。此外，它使他們能夠探索孤子微梳中定時抖動的基本極限，并為多孤子物理學(xué)提供了新的見解。

產(chǎn)品應(yīng)用示意圖（兩束超快激光器進行同步）-平衡光學(xué)互相關(guān)儀多束超快激光時間差檢測儀

主要參數(shù)-平衡光學(xué)互相關(guān)儀多束超快激光時間差檢測儀