平衡光学互相关仪——多束超快激光时间差检测仪
加州理工团队的Kerry J. Vahala团队于2021年在《自然物理学》杂志上发表了一项研究，展示了如何使用平衡光学交叉相关器（BOC）作为一种超精密的光学定时抖动测量设备。
在实验中，他们用平衡光学互相关仪多束超快激光时间差检测仪精确测量了微腔中孤子对的定时抖动，并能确定量子噪声对相对孤子运动的影响。孤子或孤立波是一种自强化的波包，在传播过程中能够保持其形状并以恒定速度前进。通过在介质中平衡非线性和色散效应，实现了这一特性。孤子的自强化特性使其成为下一代电信系统中的一个令人兴奋的研究领域。
加州理工团队分析的孤子是光学微腔中的相干泵浦（Kerr）孤子。这种设置可能成为基于芯片的频率梳的基础。然而，这些光学孤子预计会经历随机量子扩散，从而在孤子微梳的应用中设定一个基本的性能限制。
Bao等人（2021）构建了一个实验装置，可以在微腔中产生共传播和反向传播的孤子，并将这些孤子从腔体释放出来，传送到BOC。在平衡光学互相关仪多束超快激光时间差检测仪那里，可以分析来自微腔的孤子对之间的定时抖动。通过测量，他们能够确定反向传播孤子的量子极限。此外，通过测量共传播孤子对，团队确认了这些共传播孤子的稳定化效应。在实验中，发现共传播孤子的相对定时抖动远低于单个孤子的量子极限，这是由于相互之间的稳固运动相关性，而这在此前仅为理论预测。
对加州理工团队来说，BOC的高精度是他们实验的关键部分。此外，它使他们能够探索孤子微梳中定时抖动的基本极限，并为多孤子物理学提供了新的见解。
产品应用示意图（两束超快激光器进行同步）-平衡光学互相关仪多束超快激光时间差检测仪
主要参数-平衡光学互相关仪多束超快激光时间差检测仪
参数 | 数值 | 单位 | 备注 |
检测器灵敏度 | > 5 | mV / fs | 在检测器输出端 (未放大) |
检测器分辨率 | < 0.5 | fs | 集成检测器噪声底限在10 kHz带宽内 |
时间抖动 | < 15 | fs | 在35 μHz - 1 MHz带宽内，取决于主/参考激光器的 噪声特性和从激光器腔内执行器的性能 |
尺寸 (长 x 宽 x 高) | 300 x 270 x 66 | mm | |
重量 | 5 | kg | 取决于选项 |
光学输入波长 | < 2000 | nm | 为感兴趣的波长量身定制 |
光学输入功率 | 10 - 50 | mW | 取决于波长范围和其他激光参数 |
光学输入类型 | PM光纤 | FC或SC连接器（可选自由空间输入） | |
脉冲重复频率 | < 10 | GHz | 为感兴趣的重复频率量身定制 |
尺寸 | 机架安装，19英寸宽，4个高度单元 | ||
集成反馈 | 已包含 | 优化的PID参数 | |
控制系统接口 | 已包含 | 适用于Epics、Tango... | |
自动锁定 | 已包含 |
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