La precisión de la medición de longitud de onda es del orden de kilohertz.

Recientemente, el profesor Dong Chunhua y su colaborador Zou Changling, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (UGC), propusieron un mecanismo universal de control de dispersión de microcavidades para lograr el control independiente en tiempo real de la frecuencia central y la frecuencia de repetición de un peine de frecuencias ópticas. Este mecanismo se aplicó a la medición de precisión de longitudes de onda ópticas, aumentando la exactitud de la medición a kilohertz (kHz). Los resultados se publicaron en Nature Communications.
Los micropeines de solitones basados ​​en microcavidades ópticas han despertado gran interés en la investigación en los campos de la espectroscopia de precisión y los relojes ópticos. Sin embargo, debido a la influencia del ruido ambiental y láser, así como a los efectos no lineales adicionales en la microcavidad, la estabilidad del micropeine de solitones se ve muy limitada, lo que constituye un obstáculo importante para la aplicación práctica del peine de baja luminosidad. En trabajos anteriores, los científicos estabilizaron y controlaron el peine de frecuencia óptica controlando el índice de refracción del material o la geometría de la microcavidad para lograr una retroalimentación en tiempo real, lo que provocó cambios casi uniformes en todos los modos de resonancia de la microcavidad simultáneamente, sin la capacidad de controlar de forma independiente la frecuencia y la repetición del peine. Esto limita considerablemente la aplicación del peine de baja luminosidad en aplicaciones prácticas como la espectroscopia de precisión, la detección de fotones de microondas y la medición de distancias ópticas.

Para resolver este problema, el equipo de investigación propuso un nuevo mecanismo físico para lograr la regulación independiente en tiempo real de la frecuencia central y la frecuencia de repetición del peine de frecuencias ópticas. Mediante la introducción de dos métodos diferentes de control de dispersión de microcavidades, el equipo puede controlar de forma independiente la dispersión de diferentes órdenes de microcavidades, logrando así un control total de las distintas frecuencias de los dientes del peine de frecuencias ópticas. Este mecanismo de regulación de dispersión es universal para diversas plataformas fotónicas integradas, como el nitruro de silicio y el niobato de litio, que han sido ampliamente estudiadas.

El equipo de investigación utilizó el láser de bombeo y el láser auxiliar para controlar de forma independiente los modos espaciales de diferentes órdenes de la microcavidad, logrando así la estabilidad adaptativa de la frecuencia del modo de bombeo y la regulación independiente de la frecuencia de repetición del peine de frecuencias. Basándose en el peine óptico, el equipo demostró una regulación rápida y programable de frecuencias arbitrarias y la aplicó a la medición precisa de la longitud de onda, desarrollando un medidor de longitud de onda con una precisión de medición del orden de kilohertz y la capacidad de medir múltiples longitudes de onda simultáneamente. En comparación con los resultados de investigaciones anteriores, la precisión de medición alcanzada por el equipo de investigación representa una mejora de tres órdenes de magnitud.

Los micropeines de solitones reconfigurables demostrados en este resultado de investigación sientan las bases para la realización de estándares de frecuencia óptica integrados en chips de bajo costo, que se aplicarán en mediciones de precisión, relojes ópticos, espectroscopia y comunicaciones.