世界首台可实时测量光电场的光示波器

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世界首台可实时测量光电场的光示波器

2021-12-15 11:03

中佛罗里达大学的研究团队开发了世界上首台光学示波器，该种仪器能够测量光的电场。该设备将光的振荡转换为电信号，就像医院的监视器将病人的心跳转换为电振荡一样。

由于光波的振荡速度很高，直到现在读取光的电场一直是一个挑战。为电话和互联网通信提供动力的最先进的技术，目前可以在高达千兆赫的频率上对电场进行计时－－涵盖电磁波谱的射频和微波区域。光波的振荡频率要高得多，并允许传输更高密度的信息。然而，目前测量光场的工具只能解决与光的＂脉冲＂相关的平均信号，而不是脉冲中的峰值和谷值。测量单个脉冲内的这些峰值和谷值是很重要的，正是在这个空间里，信息可以被打包和传递。

物理学副教授Michael Chini是UCF团队的一员，该团队创造了世界上第一台光学示波器。

在UCF从事这项研究的物理学副教授Michael Chini说：＂光纤通信已经利用光的优势使事情变得更快，但我们在功能上仍然受到示波器速度的限制，我们的光学示波器可能能够将这一速度提高约10000倍。＂该团队的研究结果发表在《自然光子学》杂志上。

该团队开发了该设备，并在UCF的Chini实验室展示了其实时测量单个激光脉冲电场的能力。接下来，团队将研究能将该技术的速度极限提升到什么程度。

这篇论文的主要作者是加州大学旧金山分校的博士后学者Yangyang Liu。其他作者包括Jonathan Nesper，Shima Gholam－Mirzaei ，John E． Beetar 。Gholam－Mirzaei现在是加拿大国家研究委员会和渥太华大学联合阿托秒科学实验室的博士后研究员，Beetar正在加州大学伯克利分校完成博士后。

Chini 提出了单次波形测量方案的想法，并监督了研究小组的工作。Liu领导了实验工作并进行了大部分的测量和模拟。Beetar协助进行了载波－包络相位依赖性的测量。Nesper和Gholam－Mirzaei协助完成了实验装置的建造和数据收集。所有作者都参与了数据分析并撰写了期刊文章。