CEROテクノロジ

"Zero fCEO" for Difference Frequency Combs (DFC)

  • Er3+ファイバオシレータと非線形光ファイバを用いた広帯域スーパー発生 
  • 非線形結晶内におけるスーパーコンテニュウムの低周波および
    高周波スペクトル成分の差周波発生
  • 両方のスペクトル成分は等しいfCEOを持つ
  • 結果としてコムはキャリアエンベロープ位相が安定化されており
     fCEO iは常にゼロで固定される
  • 独自の特許取得済み技術 (DE102004022037)

差周波周波数コム

 

 

トプティカ社の周波数コムDFCは位相ノイズと周波数の二次的スケーリングを示します。このテキストブックにおいてはDFCの振る舞いが特筆すべき明快さで示されています。 DFCは真の固定点がゼロであるかのような弾性テープのように振る舞い、光学的なリファレンスと組み合わせることが可能な理想的なシステムであると言えます。Characterization of a DFG comb showing quadratic scaling of the phase noise with frequency, T. Puppe et al., Optics Letters Vol. 41, Issue 8 (2016)

“The DFG comb possesses a vanishing carrier envelope offset frequency that permits the construction of a simple and thus potentially more stable optical clockwork.Zimmermann, Gohle, Holzwarth, Udem and Hänsch, Opt. Lett., 29, 310 (2004)

“This all passive approach provides extremely reliable and rigid locking of fCEO on both short and long time scales”, Krauss, Fehrenbacher, Brida, Riek, Sell, Huber, and Leitenstorfer, Opt. Lett., 36, 540 (2011)

“… in this nonlinear process the phases of the two pulses add up with different signs, leading to CEP cancellation and resulting in passive, all-optical phase stabilization.”Manzoni, Cerullo, and De Silvestri, Opt. Lett., 29, 2668 (2004)

“The unique feature … is that fCEO of the DF is zero without any servo-loop feedback system; i.e., the waveform is self-stabilized in the resultant pulse train.” “The generated phase-stable pulses may - after preamplification - be suitable for seeding high-gain Ti:sapphire amplifiers and (or) the oscillator itself.”Fuji, Apolonski and Krausz, Opt. Lett., 29, 632 (2004)

CERO-technology at a glance

オフセットフリー差周波周波数コム(DFC)の動作原理は低雑音エルビウムファイバモードロック発振器の出力とその後の非線形結晶中におけるオクターブスパンスペクトルの低周波および高周波数間の光差周波数発生(DFG)から広帯域のスーパーコンテニュウム光を生成することに依存しています。この技術方式における最も重要な点は改善された安定性、より単純で信頼性の高い構成、すべてパッシブに周波数オフセット安定化が行われることが上げられます。コム発生はオリジナルのスペクトルにおける2つのスペクトル成分コモンモード抑制に起因することからオフセット位相およびオフセット周波数の変動から独立しています。さらにDFCのキャリアエンベロープオフセット周波数fCEOは常にゼロに固定されます。

パッシブで全光学的なfCEO安定化技術は従来の一般的なf-to-2f-干渉計アプローチとは異なる多くの利点を有します。これは周波数計測の分野における多くの著名な研究者達によって既に指摘されています(Krauss et al., Opt. Lett, 36, 540 (2011))。パッシブ安定化方式の最大の利点は電気的なノイズによって特性が制限されないことです。さらにキャリアエンベロープオフセットビート信号の調整または複雑なドリフト量補償が必要とされず、キャリアエンベロープオフセットのための周波数ロッキングが不要であることから制御エレクトロニクスパッケージの複雑さが大幅に低減されます。調整可能な唯一のパラメータはDFCの繰り返し周波数です。この周波数は適切なGPS規律の無線周波数(RF)基準に容易に安定化することが可能です。 またDFCからの出力波長は実験状況に合致するようにユーザが自由に選択することが可能です。

 

CERO technology principle

DFC(差周波光コム)は各種の原子光学アプリケーションの周波数基準として適しているだけではなく周波数計測や光時計アプリケーションの周波数安定化に対する高い要求基準も満たしています。これは狭線幅レーザのような光学的リファレンスでの使用に特に適しています。このような光学的な基準に安定化された場合、コムの周波数ラインはDFGプロセスを介して、また参照光の高い光周波においてタイトに0Hzにロッキングされます。このことからCERO技術はfCEOの高周波ノイズ成分をキャンセルできない従来のf-to-2fアプローチに比べて明らかな利点があります。

 

 

The CERO-products