مقاله تقسیم فرکانس نوری همه کاره با همگام سازی ناشی از Kerr در امواج پراکنده مصنوعی Microcomb قابل تنظیم

چکیده

Kerr-induced synchronization (KIS) provides a new key tool for the control and stabilization of the repetition rate of a cavity soliton frequency comb. It enables direct external control of a given comb tooth of a dissipative Kerr soliton (DKS) thanks to its capture by an injected reference laser. Efficient KIS requires its coupling energy to be sufficiently large, and hence both the comb tooth and intracavity reference power must be optimized, which can be achieved through higher-order dispersion that enables phase-matched dispersive waves (DWs), where comb teeth are on resonance. However, such a design is highly restrictive, preventing arbitrary use of reference wavelengths away from the DW(s). In particular, for large spectral separations from the main pump the cavity dispersion yields large detuning between comb teeth and their respective cavity resonances, thereby decreasing the coupling energy and rendering KIS to be highly inefficient or practically impossible. Here, we demonstrate an alternative KIS method where efficient synchronization can be tailored at arbitrary modes as needed. Using a multi-color DKS created from multi-pumping a microresonator, a synthetic DW at the second-color wavepacket can be selectively created where otherwise dispersion is far too large for KIS to be experimentally feasible. Since a unique group velocity for both colors exists thanks to cross-phase modulation, the repetition rate disciplining of the secondary color wavepacket through its KIS automatically translates into the DKS microcomb control. We first investigate this color-KIS phenomenon theoretically, and then experimentally demonstrate its control and tuning of the soliton microcomb repetition rate. As a consequence, we demonstrate optical frequency division that is uncoupled from the main pump that generates the DKS.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

همگام سازی ناشی از KERR (KIS) یک ابزار کلیدی جدید برای کنترل و تثبیت میزان تکرار یک شانه فرکانس Soliton حفره فراهم می کند.این امکان کنترل مستقیم خارجی یک دندان شانه داده شده از یک کرنر سولیتون اتلاف کننده (DKS) را به لطف ضبط آن توسط یک لیزر مرجع تزریق شده امکان پذیر می کند.KIS کارآمد نیاز به انرژی اتصال خود به اندازه کافی بزرگ دارد ، و از این رو باید هر دو دندان شانه و قدرت مرجع داخل جمجمه بهینه شوند ، که می تواند از طریق پراکندگی مرتبه بالاتر که امواج پراکندگی با فاز را امکان پذیر می کند ، جایی که دندانهای شانه ای در آن قرار دارند ، حاصل شود.رزونانسبا این حال ، چنین طرحی بسیار محدود کننده است و از استفاده دلخواه از طول موج مرجع به دور از DW (ها) جلوگیری می کند.به طور خاص ، برای جداسازی های طیفی بزرگ از پمپ اصلی ، پراکندگی حفره باعث جدا شدن بزرگ بین دندانهای شانه و رزونانس حفره مربوطه می شود ، در نتیجه باعث کاهش انرژی اتصال و ایجاد KI ها می شود تا بسیار ناکارآمد یا عملاً غیرممکن باشد.در اینجا ، ما یک روش KIS جایگزین را نشان می دهیم که در صورت نیاز می توان همگام سازی کارآمد را در حالت های دلخواه تنظیم کرد.با استفاده از یک DKS چند رنگ ایجاد شده از چند پمپ یک میکروورزوناتور ، یک DW مصنوعی در موج موج رنگ دوم می تواند به صورت انتخابی ایجاد شود که در غیر این صورت پراکندگی بسیار بزرگ است تا KIS از نظر تجربی امکان پذیر باشد.از آنجا که سرعت گروهی منحصر به فرد برای هر دو رنگ به لطف مدولاسیون فاز متقاطع وجود دارد ، نظم و انضباط در مورد میزان تکرار موج موج ثانویه از طریق KIS خود به طور خودکار به کنترل میکروکوم DKS تبدیل می شود.ما ابتدا این پدیده رنگی KIS را به صورت تئوری بررسی می کنیم ، و سپس به صورت تجربی کنترل و تنظیم آن از میزان تکرار میکروکومبول سولیتون را نشان می دهیم.به عنوان یک نتیجه ، ما تقسیم فرکانس نوری را نشان می دهیم که از پمپ اصلی که DKS تولید می کند ، جدا نشده است.