基于光頻梳optical-frequency combs (OFCs)，可以將穩(wěn)定的光學參考激光器的相位相干分頻到微波域。基于光頻梳OFC的時鐘裝置，將一個梳齒鎖定到參考激光器，該激光器通常利用主動伺服，以探測穩(wěn)定的原子躍遷，這增加了現(xiàn)場時鐘應用OFC光子和電子集成的復雜性。 近日，美國國家標準與技術研究院NIST/馬里蘭國立大學(University of Maryland) Grégory Moille，Kartik Srinivasan等，在Nature上發(fā)文，證明了克爾非線性，可以實現(xiàn)基于微諧振器的耗散克爾孤子dissipative Kerr soliton (DKS) 光頻梳OFC與外部注入的參考激光的無源、無電子同步。 還提出了理論模型，以解釋這種克爾誘導同步Kerr-induced synchronization (KIS)，這非常接近基于芯片集成的氮化硅微環(huán)諧振器的實驗結果。一旦同步，參考激光器捕獲光頻梳OFC梳齒，使得調諧其頻率，提供對光頻梳OFC重復率的直接外部控制。 研究還表明，重復率的穩(wěn)定性，通過期望的分頻因子與參考激光器的重復率的穩(wěn)定性相聯(lián)系。最后，跨倍頻程耗散克爾孤子DKS的克爾誘導同步KIS，表現(xiàn)出了相反色散波的增強，與理論模型一致，并提升了自參考和訪問光頻梳OFC載波-包絡偏移頻率。 Kerr-induced synchronization of a cavity soliton to an optical reference. 克爾誘導同步的腔孤子與光學參考校正。

圖1: 鐘表機構概念。

圖2: 克爾誘導同步Kerr-induced synchronizationKIS的相位鎖定。

圖3: 同步的實驗演示。

圖4:僅用參考泵控制耗散克爾孤子dissipative Kerr soliton，DKS重復率。

圖5: 在被動同步條件，時鐘操作驗證。

圖6: 載波包絡偏移carrier–envelope offset，CEO檢測改進：自平衡和較大二次諧波second-harmonic generation，SHG功率。

審核編輯：黃飛