Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Begrijpen hoe lijnbreedtes in microkammen nauwkeurigere metingen mogelijk maken

Microcombs zijn kleine optische resonatoren die een breed scala aan frequenties of kleuren licht kunnen genereren. Ze worden vervaardigd door microscopische patronen in halfgeleidermaterialen te etsen en ze hebben een aantal voordelen ten opzichte van traditionele lasers, waaronder hun kleine formaat, laag energieverbruik en hoge spectrale zuiverheid.

Een van de belangrijkste eigenschappen van microcombs is hun lijnbreedte. De lijnbreedte van een laser is de breedte van het frequentiespectrum en is een maatstaf voor de stabiliteit en precisie van de laser. Lasers met smalle lijnbreedte zijn essentieel voor veel toepassingen, zoals optische communicatie, spectroscopie en detectie.

In microcombs wordt de lijnbreedte bepaald door een aantal factoren, waaronder de materiaaleigenschappen van de halfgeleider, de geometrie van de resonator en de temperatuur. Door deze factoren zorgvuldig te controleren, is het mogelijk zeer smalle lijnbreedtes in microcombs te bereiken.

Microkammen met smalle lijnbreedte hebben een aantal voordelen ten opzichte van traditionele lasers. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om nauwkeurigere optische metingen te genereren. Bij spectroscopie kunnen lasers met smalle lijnbreedte bijvoorbeeld worden gebruikt om de frequenties van atomaire en moleculaire overgangen met grotere nauwkeurigheid te meten. Dit kan leiden tot nieuwe inzichten in de eigenschappen van materie en de ontwikkeling van nieuwe materialen.

Microcombs met smalle lijnbreedte kunnen ook worden gebruikt om de prestaties van optische communicatiesystemen te verbeteren. Door de lijnbreedte van de lasers die in optische communicatie worden gebruikt te verkleinen, is het mogelijk de gegevensoverdrachtsnelheid te vergroten en het foutenpercentage te verminderen. Dit zou kunnen leiden tot aanzienlijke verbeteringen in de snelheid en betrouwbaarheid van het internet en andere optische communicatienetwerken.

Samenvattend zijn microcombs met smalle lijnbreedte een veelbelovende nieuwe technologie met een breed scala aan potentiële toepassingen. Door zorgvuldig de factoren te controleren die de lijnbreedte van microkammen bepalen, is het mogelijk om zeer hoge niveaus van precisie en stabiliteit te bereiken bij optische metingen en communicatie. Dit zou kunnen leiden tot nieuwe inzichten in de eigenschappen van materie, de ontwikkeling van nieuwe materialen en verbeteringen in de prestaties van optische communicatiesystemen.