Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Snelle herhalingssnelheid fluctuatiemeting van Solitonkristallen in een microresonator

Published: December 15, 2021 doi: 10.3791/60689
* These authors contributed equally

Summary

Hier presenteren we een protocol om solitonkristallen te genereren in een vlinder-verpakte micro-ring resonator met behulp van een thermisch afgestemde methode. Verder worden de herhalingssnelheidsfluctuaties van een solitonkristal met een enkele leegte gemeten met behulp van een vertraagde zelf-heterodyne methode.

Abstract

Temporale solitonen hebben de afgelopen decennia grote belangstelling getrokken voor hun gedrag in een steady state, waarbij de dispersie wordt gecompenseerd door de niet-lineariteit in een propagatie Kerr-medium. De ontwikkeling van dissipatieve Kerr-solitonen (DKS'en) in microcaviteiten met een hoog Q-gehalte drijft een nieuwe, compacte solitonbron op chipschaal aan. Wanneer DKS'en dienen als femtosecondepulsen, kan de herhalingssnelheidsfluctuatie worden toegepast op ultrahoge precisiemetrologie, optische bemonstering met hoge snelheid en optische klokken, enz. In dit artikel wordt de snelle herhalingssnelheidsfluctuatie van solitonkristallen (SC's), een speciale toestand van DKS'en waarbij deeltjesachtige solitonen dicht opeengepakt zijn en een resonator volledig bezetten, gemeten op basis van de bekende vertraagde zelf-heterodyne-methode. De SC's worden gegenereerd met behulp van een thermisch gecontroleerde methode. De pomp is een frequentie vaste laser met een lijnbreedte van 100 Hz. De integrale tijd in frequentiefluctuatiemetingen wordt geregeld door de lengte van de vertragingsvezel. Voor een SC met een enkele leegte zijn de herhalingsfrequentieschommelingen respectievelijk ~53,24 Hz binnen 10 μs en ~509,32 Hz binnen 125 μs.

Introduction

De stabiele DKS'en in microresonators, waarbij de caviteitsdispersie wordt gecompenseerd door Kerr-niet-lineariteit, evenals de Kerr-versterking en holtedissipatie1, hebben grote belangstelling getrokken in de wetenschappelijke onderzoeksgemeenschap vanwege hun ultrahoge herhalingsfrequentie, compacte formaat en lage kosten2. In het tijdsdomein zijn DKS'en stabiele pulstreinen die zijn gebruikt voor hoge snelheidsmeting3 en moleculaire spectroscopie4. In het frequentiedomein hebben DKS'en een reeks frequentielijnen met gelijke frequentieafstanden die geschikt zijn voor golflengte-divisie-multiplex (WDM) communicatiesystemen5,6,optische frequentiesynthese7,8en ultra-lage ruis microgolfgeneratie9,10,enz. De faseruis of lijnbreedte van kamlijnen heeft direct invloed op de prestaties van deze toepassingssystemen. Het is bewezen dat alle kamlijnen een vergelijkbare lijnbreedte hebben met de pomp11. Daarom is het gebruik van een ultrasmalle lijnbreedtelaser als pomp een effectieve aanpak om de prestaties van DKS'en te verbeteren. De pompen van de meeste gerapporteerde DKS'en zijn echter frequency sweeping external cavity diode lasers (ECDL's), die last hebben van relatief hoge ruis en een brede lijnbreedte hebben in de orde van tientallen tot honderden kHz. In vergelijking met afstembare lasers hebben lasers met een vaste frequentie minder ruis, smallere lijnbreedten en een kleiner volume. Menlo-systemen kunnen bijvoorbeeld ultrastabiele laserproducten leveren met een lijnbreedte van minder dan 1 Hz. Het gebruik van een dergelijke frequentie vaste laser als een pomp kan het geluid van de gegenereerde DKS'en aanzienlijk verminderen. Onlangs zijn microheater- of thermo-elektrische koeler (TEC) -gebaseerde thermische tuningmethoden gebruikt voor DKSs generatie12,13,14.

Herhalingsfrequentiestabiliteit is een andere belangrijke parameter van DKSs. Over het algemeen worden frequentietellers gebruikt om de frequentiestabiliteit van DKSs binnen een gate-tijd te karakteriseren, die over het algemeen in de orde van een microseconde tot duizend seconden15,16ligt. Beperkt door de bandbreedte van de fotodetector en de frequentieteller, worden elektro-optische modulatoren of referentielasers meestal gebruikt om de gedetecteerde frequentie te verlagen wanneer het vrije spectrale bereik (FSR) van de DKSs meer dan 100 GHz is. Dit verhoogt niet alleen de complexiteit van testsystemen, maar produceert ook extra meetfouten veroorzaakt door de stabiliteit van RF-bronnen of referentielasers.

In dit artikel is een micro-ring resonator (MRR) butterfly verpakt met een commerciële TEC-chip die wordt gebruikt om de bedrijfstemperatuur te regelen. Met behulp van een frequentie vaste laser met een lijnbreedte van 100 Hz als pomp, worden solitonkristallen (SC's) stabiel gegenereerd door handmatig de bedrijfstemperatuur te verlagen; dit zijn speciale DKS'en die een resonator volledig kunnen vullen met collectief geordende ensembles van copropagerende solitonen17. Voor zover wij weten is dit de smalste lijnbreedtepomp in DKSs generatie experimenten. Het spectrum van de spectrale vermogensdichtheid (PSD) van elke kamlijn wordt gemeten op basis van een vertraagde zelf-heterodyne interferometer (DSHI) methode. Profiterend van de ultrasmalle lijnbreedte van de kamlijnen, wordt de herhalingssnelheidsinstabiliteit van solitonkristallen (SC's) afgeleid van de centrale frequentiedrift van de PSD-curven. Voor de SC met een enkele leegte verkregen we een herhalingsfrequentie instabiliteit van ~53,24 Hz binnen 10 μs en ~509,32 Hz binnen 125 μs.

Het protocol bestaat uit verschillende hoofdfasen: Ten eerste wordt de MRR gekoppeld aan een fiber array (FA) met behulp van een zesassige koppelingsfase. De MRR wordt vervaardigd door een hoog-index gedopeerd silicaglasplatform18,19. Vervolgens wordt de MRR verpakt in een 14-pins vlinderpakket, wat de stabiliteit voor de experimenten verhoogt. SC's worden gegenereerd met behulp van een thermisch gecontroleerde methode. Ten slotte worden de herhalingssnelheidsfluctuaties van SC's gemeten met een DSHI-methode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Optische koppeling

  1. Polijst het eindvlak van de MRR op een maalplaat met 1,5 μm schuurpoeders (aluminiumoxide) gemengd met water gedurende 5 minuten.
  2. Bevestig de MRR met een chipbevestiging en plaats een achtkanaals FA op een zesassige koppelingsfase, die drie lineaire trappen met een resolutie van 50 nm en drie hoektrappen met een resolutie van 0,003° omvat. De patches van de MRR en FA zijn 250 μm.
  3. Gebruik een 1.550 nm laser als optische bron voor real-time monitoring van de koppelingsefficiëntie. Pas de positie van de FA zorgvuldig aan totdat het inzetverlies de minimumwaarde bereikt, meestal minder dan 6 dB, wat overeenkomt met een koppelingsverlies van minder dan 3 dB per facet.
  4. Gebruik een ultraviolette (UV) gebogen lijm(Table of Materials)om de MRR en FA te lijmen. Plaats de lijm op de zijrand van het contactoppervlak, wat ervoor zorgt dat er geen lijm op het optische pad zit.
  5. Stel de UV-gebogen lijm gedurende 150 s bloot aan een UV-lamp en bak gedurende meer dan 1 uur in een kamer bij 120 °C.

2. Verpakking van het apparaat

  1. Conpliceer een 10,2 mm x 6,05 mm TEC-chip met een maximaal vermogen van 3,9 W aan de basisplaat van een standaard 14-pins vlinderpakket met zilverlijm. Soldeer de twee elektroden van de TEC-chip op twee pinnen van het vlinderpakket.
  2. Plak met zilverlijm een 5 mm × 5 mm × 1 mm wolfraamplaat op het oppervlak van de TEC-chip. Gebruik de wolfraamplaat als koellichaam om de opening tussen de TEC en MRR te vullen.
  3. Plak het MRR-apparaat met zilverlijm op de bovenkant van de wolfraamplaat en bevestig de pigtail van de FA aan de uitvoerpoort van het vlinderpakket.
  4. Plak een thermistorchip op het oppervlak van de TEC-chip met zilverlijm. Sluit één elektrode van de thermistor aan op het bovenoppervlak van de TEC-chip. Draad bindt de andere elektrode van de thermistor en het bovenoppervlak van de TEC-chip met behulp van gouddraad aan twee pinnen van het vlinderpakket.
  5. Bak het verpakte apparaat gedurende 1 uur op 100 °C om de zilverlijm te stollen.
  6. Verzegel het vlinderpakket. Figuur 1 toont het verpakte apparaat.

3. Sc's genereren

  1. Figuur 2 toont de opzet van de experimenten. Gebruik een erbium-gedopeerde vezelversterker (EDFA) om de pomp te versterken voor het genereren van microkammen. Regel de polarisatietoestand van de pomp met behulp van een fiber polarisatieregelaar (FPC). Sluit alle apparaten aan met behulp van single mode fibers (SMF).
  2. Stel de golflengte van de pomplaser vast op 1.556,3 nm. Stem de bedrijfstemperatuur handmatig af via een externe commerciële TEC-controller.
  3. Bewaak het optische uitgangsspectrum met een optische spectrumanalysator. Detecteer het uitgangsvermogensspoor met een 3 GHz fotodetector en neem op met een oscilloscoop.
  4. Stel de output van de EDFA in op 34 dBm, wat overeenkomt met een on-chip vermogen van 30,5 dBm (gezien het koppelingsverlies van de MRR en FA, insertverlies van de FPC), wat ervoor zorgt dat er voldoende vermogen is gekoppeld aan de MRR voor microkamgeneratie.
  5. Stel de thermistor in op 2 kΩ, wat overeenkomt met een bedrijfstemperatuur van 66 °C. Verlaag vervolgens langzaam de bedrijfstemperatuur door de ingestelde waarde van de thermistor te wijzigen. In deze experimenten, toen de thermistor was ingesteld op 5,8 kΩ, wat overeenkomt met 38 °C, ging één resonantie van de MRR door de pomp en werd een driehoekig vormvermogensspoor geregistreerd.
  6. Stem de polarisatie van de pomp af door de FPC totdat een SC-stap wordt waargenomen aan de vallende rand van het driehoekige zendvermogensspoor. Figuur 3 toont een typisch optisch zendvermogensspoor.
  7. Verlaag de bedrijfstemperatuur langzaam van ~ 66 °C en stop wanneer een handpalmachtig optisch spectrum wordt waargenomen op de optische spectrumanalysator. De waarde van de thermistor was ongeveer 5,6 kΩ in deze experimenten. Figuur 4A en figuur 5B tonen de optische spectra van respectievelijk perfecte SC's en SC's met een enkele leegte.

4. Herhalingssnelheid fluctuatiemeting

  1. Sluit de gegenereerde SC's aan op een afstembaar bandpassfilter (TBPF) om een afzonderlijke kamlijn te extraheren. Stel de passband van de TBPF in op 0,1 nm. De centrale golflengte kan worden afgestemd over de volledige C- en L-band. De filterhelling is 400 dB/nm.
  2. Koppel de geselecteerde kamlijn aan een asymmetrische Mach-Zehnder interferometer (AMZI). De optische frequentie in één arm van de AMZI wordt met 200 MHz verschoven met behulp van een acousto-optische modulator (AOM). Het optische veld in de andere arm wordt vertraagd door een segment van optische vezels. In deze experimenten worden vertragingsvezels van 2 km en 25 km gebruikt.
  3. Detecteer het optische uitgangssignaal met een fotodiode en analyseer het PSD-spectrum met behulp van een elektrische spectrumanalysator.
  4. Stem de centrale golflengte van de TBPF af. Meet de PSD's van elke kamlijn met behulp van de beschreven methode. Figuur 4B,C toont de PSD spectra voor kamlijnen S1 en S2 van perfecte SC's met respectievelijk de 2 km en 25 km vertraging optische vezels.
  5. Meet met dezelfde methode de PSD-curven van SC's met een vacature. Noteer de 3 dB-bandbreedte van de PSD-curve en pas deze stuklings lineair aan zoals weergegeven in figuur 5B,C. Herhalingsfrequentiefluctuaties van ~53,24 Hz binnen 10 μs en ~509,32 Hz binnen 125 μs werden afgeleid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figuur 3 toont het zendvermogensspoor terwijl een resonantiethermie over de pomp werd afgestemd. Er was een voor de hand liggende vermogensstap die de generatie van SC's aangaf. De stap had een vergelijkbare kracht in vergelijking met zijn voorloper, de modulatie-instabiliteitskam. Daarom was de generatie SC's niet afhankelijk van de stemsnelheid. De SC's vertoonden een grote verscheidenheid aan toestanden, waaronder vacatures (Schottky-defecten), Frenkel-defecten en bovenbouw12,17. Figuur 4A toont bijvoorbeeld een perfecte SC met 27 solitonen en Figuur 5A is een SC met één vacature.

De frequentie van de μde kamlijn is gelijk aan

Equation 1

en de frequentieschommeling van de μde kamlijn kan worden uitgedrukt als:

Equation 2

waarbij μ het toestandsgetal is dat zich van de pomp verwijdert, frep de herhalingssnelheid van de SC's en Δf-pomp en Δfrep respectievelijk de frequentieschommelingen van de pomplaser en de herhalingsfrequentie van de SC's zijn. Daarom werd de herhalingssnelheidsfluctuatie van de SC's bijna μ keer versterkt op de μde frequentielijn.

Voor perfecte SC's toont figuur 4B,C de gemeten PSD-spectra voor de pomp, S1 en S2, op basis van respectievelijk een vertragingsvezel van 2 km en 25 km. De meest opvallende kenmerken van de PSD-curven waren de platte toppen, die werden veroorzaakt door de frequentieschommelingen binnen de vertragingstijd. Wanneer de vertragingstijd 10 μs was, waren de frequentieschommelingen van S1 en S2 respectievelijk 2,08 kHz en 3,54 kHz. Wanneer de vertragingsvezel 25 km was, waren de gemeten frequentieschommelingen van S1 en S2 respectievelijk 14,31 kHz en 28,02 kHz.

Figuur 5A toont het typische optische spectrum van SC met een enkele leegstand. Er circuleerden 27 solitonen in de MRR. De gemeten frequentieschommelingen van elke kamlijn zijn uitgezet en zijn weergegeven in figuur 5B,C. De stukgewijze lineaire paslijnen zijn uitgezet in blauwe lijnen die kunnen worden uitgedrukt als

Equation 3
Equation 4

De gemiddelde hellingen van de fittinglijnen waren ongeveer 53,24 Hz /FSR en 509,32 Hz / FSR, die de herhalingssnelheidsfluctuaties van de SC vertegenwoordigen binnen de responsvertragingstijden van respectievelijk 10 μs en 125 μs. De restfrequentiefluctuaties werden beschouwd als de frequentiefluctuatie van de pomplaser samen met de frequentiefluctuatie van het aangedreven radiosignaal van de AOM.

Figure 1
Figuur 1. Butterfly Verpakte MRR. (A) Model en (B) afbeelding van de vlinder verpakte MRR. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2. De experimentele opstelling van Kerr OFC's generatie en herhalingssnelheid fluctuatie meting. De inzet toont het optische spectrum van één typische SC met een enkele leegte. Als pomp werd een frequentie vaste CW laser met een lijnbreedte van 100 Hz gebruikt. Een EDFA werd gebruikt om de pomp op te voeren tot 34 dBm. De frequentiefluctuatie werd gemeten met de vertraagde zelf-heterodyne interferometermethode. CW = continue golf; EDFA = erbium-gedopeerde vezelversterker; FPC = fiber polarisatie controller; TEC = thermo-elektrische koeler; MRR = microringresonator; BPF = bandpass filter; AOM = acousto-optische modulator; PD = fotodiode; ESA = elektrische spectrum analyzer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3. Optische zendvermogen trace op de drop poort. Een SC-stap die een vergelijkbare kracht had als zijn voorganger, is duidelijk verkregen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4. Perfecte SC. (A) Gemeten optisch spectrum van een perfecte SC. De inzet toont de uniform verdeelde 27 solitonen in de MRR. (B) Gemeten PSD-curven van de pomp, S1 en S2, met de 2 km vertragingsvezel. (C) Gemeten PSD-curven van de pomp, S1 en S2, met de 25 km vertragingsvezel. De flat-top PSD-curve werd veroorzaakt door de snelle frequentieschommelingen van de kamlijnen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 5
Figuur 5. SC met één vacature. (A) Optisch spectrum van SC met een enkele leegstand. De inzet toont de solitonverdeling in de MRR. (B) Frequentieschommelingen met de 2 km vertragingsvezel. De fluctuatie van de herhalingssnelheid was ongeveer 53,24 Hz binnen 10 μs. De frequentiefluctuatie geïntroduceerd door de pomplaser en het meetsysteem was ongeveer 500 Hz. (C) De herhalingssnelheidsfluctuatie met een vertragingsvezel van 25 km was ongeveer 626 Hz binnen 125 μs. De frequentieschommelingen die door de pomplaser en het meetsysteem werden geïntroduceerd, waren ongeveer 1 kHz. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 6
Figuur 6. Theoretische PSD van de fotostroom wanneer de optische coherente lengte groter is dan de relatieve vertragingstijd. De rode lijn geeft geen centrale frequentieschommelingen aan. De blauwe lijn geeft de PSD weer met lineaire centrale frequentieschommelingen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

On-chip DKS'en bieden nieuwe compacte coherente optische bronnen en vertonen uitstekende toepassingsvooruitzichten in optische metrologie, moleculaire spectroscopie en andere functies. Voor commerciële toepassingen zijn compacte verpakte microkambronnen essentieel. Dit protocol biedt een praktische aanpak om een verpakte microkam te maken die profiteert van de betrouwbare, lage koppelingsverliesverbinding tussen de MRR en FA, evenals een robuuste thermisch gecontroleerde DKS-opwekkingsmethode. Daarom zijn onze experimenten niet langer afhankelijk van het koppelstadium en vertonen ze een uitstekende aanpassing aan de omgeving. Ondertussen is de pomp een golflengte vaste laser die kan worden bediend met smallere lijnbreedten, aanzienlijk minder ruis produceert en veel kleiner is in vergelijking met afstembare lasers. Daarom is het protocol een veelbelovende benadering voor potentiële commerciële toepassingen van geïntegreerde high-performance on-chip DKSs-bronnen.

De belangrijkste beperking voor het verkrijgen van een volledig geïntegreerde SC-bron is het hoge pompvermogen, dat een EDFA nodig heeft. Onlangs zijn DKS'en gerealiseerd op SiN MRR met een zeer laag pompvermogen. Daarom zijn wij van mening dat praktische volledig geïntegreerde DKS-bronnen in de nabije toekomst zullen worden gemaakt.

De stabiliteit van het herhalingspercentage is een van de belangrijkste parameters om de prestaties van OFC's te evalueren. Over het algemeen wordt de stabiliteit van de herhalingssnelheid gemeten met behulp van een frequentieteller. De herhalingsfrequenties van microkammen liggen echter meestal in de orde van tientallen GHz tot THz, wat buiten de bandbreedte van frequentietellers en fotodetectoren ligt. Daarom worden indirecte methoden, zoals een referentielaserbron of een modulator, meestal gebruikt voor het meten van de stabiliteit van de herhalingssnelheid, waardoor de complexiteit van het meetsysteem toeneemt. Ons protocol biedt een op DSHI gebaseerd meetschema voor herhalingsfrequentiefluctuaties, waarbij hoogfrequente componenten en ultrastabiele referentiebronnen overbodig zijn. Het systeem heeft geen maximale herhalingsfrequentiebeperking. Ons systeem meet de geaccumuleerde frequentieschommelingen tijdens de vertragingstijd, terwijl de frequentietellermethode de gemiddelde waarde in een gate-tijd test. Daarom is ons schema complementair aan frequentie counter-based herhalingsfrequentie stabiliteitsmeetsystemen.

De lijnbreedte van de pomplaser is essentieel voor een op DSHI gebaseerd herhalingsfrequentiefluctuatiemeetschema. Wanneer een optisch veld

Equation 5

wordt gemeten met een DSHI-schema, kan het PSD-spectrum van de fotostroom worden uitgedrukt als:

Equation 6

waarbij E0 en ω0respectievelijk de amplitude en de hoekfrequentie zijn; φ(t) is de beginfase van het optische veld; α is de vermogensverhouding van de twee storingsarmen; I0 is de optische ingangsintensiteit; τd en τc zijn respectievelijk de relatieve vertragingstijd en de coherente tijd van het optische veld; en Ω is de frequentieverschuiving van de AOM. Wanneer τc groter is dan τd, zal de PSD de overlap zijn van een kloppend signaal en een Dirac-functie, zoals weergegeven in figuur 6 (rode lijn). Gezien de frequentieschommelingen van lasers kan het optische veld echter worden uitgedrukt als

Equation 7

waarbij Δω de hoekfrequentiefluctuatie is. Voor DSHI wordt een extra frequentieverschuiving toegevoegd. Figuur 6 (blauwe lijn) toont het berekende PSD-spectrum, waarbij de optische frequentie lineair 10 kHz wordt veranderd tijdens de vertragingstijd. Wanneer τc daarentegen kleiner is dan τd,zal de Dirac-functie verwaarloosbaar zijn en kan ons schema niet langer de herhalingssnelheidsfluctuatie van DKSs meten. Ons schema is niet geschikt voor de DKS'en die worden gegenereerd met behulp van een pomplaser met een lijnbreedte in de orde van tientallen kHz. Gelukkig is een laser met een lijnbreedte van minder dan 1 Hz gecommercialiseerd en zijn vergrendelde lasers met vaste frequentie met een lijnbreedte van minder dan 40 mHzgemaakt 20. Daarom biedt ons schema een eenvoudige meetmethode voor snelle herhalingsfrequentie-instabiliteit voor de evaluatie van de prestaties van microkammen in de toekomst.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (NSFC) (Grant 62075238, 61675231) en het Strategic Priority Research Program van de Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDB24030600).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6-axis coupling stage Suruga Seiki KXC620G
KGW060
Contains 3 linear motorized translation states and 3 angular motorized rotational stages.
Linear state: Minimum stepping: 0.05 μm; Travel: 20mm; Max.speed: 25mm/s; Repeatability: +/-0.3 μm; Rotational stage:Travel: ±8°; Resolution/pulse: 0.003 degree; Repeatability:±0.005°
Abrasive powder Shenyang Kejing Auto-Instrument Co., LTD 2980002 Silicon carbide, granularity: 1.5 μm
Glue 3410 Electronic Materials Incorporated Optocast 3410 Optocast 3410 is an ultra violet light and heat curable epoxy suitable for opto-electronic assembly. It cures rapidly when exposed to U.V. light in the 320-380 nm.
High-index doped silica glass Home-made - The MRR is fabricated by a high index doped silica glass platform. The waveguide section is 2×3 μm and radius is 592.1 μm, corresponding to FSR of 49 GHz.
Pump laser NKT Photonics E15 It is a continuous wave fiber laser with linewidth of 100 Hz.
Ultrastable Laser Menlosystems ORS State-of-the-art linewidth (<1Hz) and stability (<2 x 10-15 Hz)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Herr, T., et al. Temporal solitons in optical microresonators. Nature Photonics. 8, 145-152 (2014).
  2. Li, J., Lee, H., Chen, T., Vahala, K. J. Low-pump-power, low-phase-noise, and microwave to millimeter-wave repetition rate operation in microcombs. Physical Review Letters. 109, 1-5 (2012).
  3. Trocha, P., et al. Ultrafast optical ranging using microresonator soliton frequency combs. Science. 359, 887-891 (2018).
  4. Myoung-Gyun, S., Qi-Fan, Y., Ki Youl, Y., Xu, Y., Kerry, L. V. Microresonator soliton dual-comb spectroscopy. Science. 354, 600-603 (2016).
  5. Marin-Palomo, P., et al. Microresonator-based solitons for massively parallel coherent optical communications. Nature. 546, 274-279 (2017).
  6. Fang-Xiang, W., et al. Quantum key distribution with dissipative Kerr soliton generated by on-chip microresonators. arXiv. , (2018).
  7. Spencer, D. T., et al. An optical-frequency synthesizer using integrated photonics. Nature. 557, 81-85 (2018).
  8. Del'Haye, P., et al. Phase-coherent microwave-to-optical link with a self-referenced microcomb. Nature Photonics. 10, 516-520 (2016).
  9. Huang, S. W., et al. A broadband chip-scale optical frequency synthesizer at 2.7x10-16 relative uncertainty. Science Advance. 2, 1501489 (2016).
  10. Liang, W., et al. High spectral purity Kerr frequency comb radio frequency photonic oscillator. Nature Communications. 6, 7957 (2015).
  11. Liao, P. C., et al. Dependence of a microresonator Kerr frequency comb on the pump linewidth. Optics Letters. 42, 779-782 (2017).
  12. Wang, W. Q. Robust soliton crystals in a thermally controlled microresonator. Optics Letters. 43, 2002-2005 (2018).
  13. Chaitanya, J., et al. Thermally controlled comb generation and soliton modelocking in microresonators. Optics Letters. 41, 2565-2568 (2016).
  14. Lu, Z. Z., et al. Deterministic generation and switching of dissipative Kerr soliton in a thermally controlled micro-resonator. AIP Advances. 9, 025314 (2019).
  15. Jost, J. D., et al. Counting the Cycles of Light using a Self-Referenced Optical Microresonator. Optica. 2, 706-711 (2014).
  16. Brasch, V., et al. Self-referenced photonic chip soliton Kerr frequency comb. Light: Science & Applications. 6, 16202-16206 (2017).
  17. Cole, D. C., et al. Soliton crystals in Kerr resonators. Nature Photonics. 11, 671-676 (2017).
  18. Little, B. E. A VLSI photonics platform. Conference on Optical Fiber Communication. 86, 444-445 (2003).
  19. Wang, W. Q., et al. Dual-pump kerr micro-cavity optical frequency comb with varying FSR spacing. Scientific Report. 6, 28501 (2016).
  20. Kessler, T., et al. A sub-40-m Hz-linewidth laser based on a silicon single-crystal optical cavity. Nature Photonics. 6, 687-692 (2012).

Tags

Engineering Fotonica Geïntegreerde optica Optische frequentiekam Fluctuatie van de herhalingssnelheid
Snelle herhalingssnelheid fluctuatiemeting van Solitonkristallen in een microresonator
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Xie, P., Wang, X., Wang, W., Zhang,More

Xie, P., Wang, X., Wang, W., Zhang, W., Lu, Z., Wang, Y., Zhao, W. Rapid Repetition Rate Fluctuation Measurement of Soliton Crystals in a Microresonator. J. Vis. Exp. (178), e60689, doi:10.3791/60689 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter