【中測光科】光學資訊：單片光纖諧振腔中正交孤子對的共生

    在光學領域，微諧振器生成的孤子頻率梳具有重要應用價值。其中，在單片光纖諧振腔中實現正交孤子對的共生是一項引人注目的研究成果。

    光纖法布里-珀羅單片諧振器由高非線性光纖和布拉格鏡組成，支持兩個正交模族。在特定波段，這些正交模具有高品質因子和反常群速度色散，使得在單片諧振腔中產生耗散克爾孤子成為可能。

    通過控制泵浦激光和布里淵激光進入兩個正交偏振諧振模式的紅失諧區域，可以同時形成兩個單一的耗散克爾孤子。由于相干交叉相位調制，兩個正交耗散克爾孤子具有相同的重復率，但載波包絡頻率不同。

    實驗中，研究人員實現了雙孤子的產生。泵浦驅動梳和布里淵激光驅動梳經歷了從圖靈態、混沌態到孤子態的演化，正交偏振脈沖串相互束縛。兩個正交孤子在頻譜中具有特定形狀的包絡，中心波長和單脈沖持續時間有所不同，但時間間隔相同，且孤子中不存在啁啾。

    雙孤子在頻域提供了豐富的拍頻。實驗測量了孤子的差頻，發現兩個正交梳共享相同的重復頻率，并且存在強的Δfceo跳動線和泵浦激光與布里淵激光的光學跳動。這些信號的帶寬窄得益于布里淵窄化效應，孤子差頻的單邊帶相位噪聲和艾倫偏差與泵浦激光器和布里淵激光相關。

    值得一提的是，光纖法布里-珀羅腔具有機械柔性，通過在腔上增加應力可以調節腔內孤子。基于應力的調諧高度線性，frep和Δfceo的機械響應分別為0.4kHzμN?1和0.3kHzμN?1，frep和Δfceo的獨立響應有助于提高校準精度。

    這種應力可調性在實際應用中有廣闊前景。例如，可用于5G通信的可控光微波信號生成，滿足整個通道的頻率校準要求；還可用于超高靈敏度應力檢測，其靈敏度和測量范圍比典型的無源光纖力檢測器高出幾個數量級。

    以上就中測光科為大家帶來的相關內容，在單片光纖諧振腔中實現正交孤子對的共生，加深了人們對雙孤子共生和復用的理解，為基于微梳的高性能光學應用開辟了道路。