Usahihi wa kipimo cha urefu wa wimbi uko katika mpangilio wa kilohertz

Hivi majuzi, timu ya wasomi ya chuo kikuu cha Guo Guangcan, Profesa Dong Chunhua na mshirika wake Zou Changling, walipendekeza utaratibu wa udhibiti wa utawanyiko wa mashimo madogo kwa wote, ili kufikia udhibiti huru wa wakati halisi wa masafa ya kituo cha kuchana cha masafa ya macho na masafa ya marudio, na kutumika kwa kipimo sahihi cha urefu wa mawimbi ya macho, usahihi wa kipimo cha urefu wa mawimbi uliongezeka hadi kilohertz (kHz). Matokeo hayo yalichapishwa katika Nature Communications.
Vijisehemu vidogo vya Soliton vinavyotokana na vijisehemu vidogo vya macho vimevutia shauku kubwa ya utafiti katika nyanja za spektroskopia ya usahihi na saa za macho. Hata hivyo, kutokana na ushawishi wa kelele za kimazingira na leza na athari za ziada zisizo za mstari katika vijisehemu vidogo, uthabiti wa vijisehemu vidogo vya soliton ni mdogo sana, jambo ambalo linakuwa kikwazo kikubwa katika matumizi ya vitendo ya kijisehemu cha kiwango cha chini cha mwanga. Katika kazi ya awali, wanasayansi waliimarisha na kudhibiti kijisehemu cha masafa ya macho kwa kudhibiti faharisi ya kuakisi ya nyenzo au jiometri ya vijisehemu vidogo ili kufikia maoni ya wakati halisi, ambayo yalisababisha mabadiliko karibu sare katika hali zote za mwangwi katika vijisehemu vidogo kwa wakati mmoja, bila uwezo wa kudhibiti kwa uhuru masafa na marudio ya kijisehemu. Hii inapunguza sana matumizi ya kijisehemu cha mwanga mdogo katika matukio ya vitendo ya spektroskopia ya usahihi, fotoni za microwave, rangi ya macho, n.k.

Ili kutatua tatizo hili, timu ya utafiti ilipendekeza utaratibu mpya wa kimwili ili kutambua udhibiti huru wa masafa ya katikati na masafa ya marudio ya sega la masafa ya macho. Kwa kuanzisha mbinu mbili tofauti za udhibiti wa utawanyiko wa mashimo madogo, timu inaweza kudhibiti kwa uhuru utawanyiko wa mpangilio tofauti wa mashimo madogo, ili kufikia udhibiti kamili wa masafa tofauti ya meno ya sega la masafa ya macho. Utaratibu huu wa udhibiti wa utawanyiko ni wa ulimwengu wote kwa majukwaa tofauti ya fotoniki yaliyojumuishwa kama vile nitridi ya silicon na niobate ya lithiamu, ambayo yamesomwa sana.

Timu ya utafiti ilitumia leza ya kusukuma na leza msaidizi kudhibiti kwa kujitegemea njia za anga za mpangilio tofauti wa maikrofoni ili kutambua uthabiti unaobadilika wa masafa ya hali ya kusukuma na udhibiti huru wa masafa ya kurudia ya kichanga cha masafa. Kulingana na kichanga cha macho, timu ya utafiti ilionyesha udhibiti wa haraka na unaoweza kupangwa wa masafa ya kichanga na kuitumia kwa kipimo sahihi cha urefu wa mawimbi, ikionyesha kipima wimbi chenye usahihi wa kipimo cha mpangilio wa kilohertz na uwezo wa kupima mawimbi mengi kwa wakati mmoja. Ikilinganishwa na matokeo ya utafiti uliopita, usahihi wa kipimo uliopatikana na timu ya utafiti umefikia mpangilio tatu wa uboreshaji wa ukubwa.

Vijisehemu vidogo vya soliton vinavyoweza kusanidiwa upya vilivyoonyeshwa katika matokeo haya ya utafiti viliweka msingi wa utambuzi wa viwango vya masafa ya macho vilivyounganishwa na chipu kwa gharama nafuu, ambavyo vitatumika katika upimaji wa usahihi, saa ya macho, spektroskopia na mawasiliano.