แปลงความถี่ออพติคอลที่มีความไม่แน่นอน 10 ^ (- 21)

Anonim

การสังเคราะห์ความถี่จากความถี่เสียงไปยังภาคไมโครเวฟถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันเทคโนโลยีชั้นสูงและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Synthesizers ความถี่เหล่านั้นสามารถส่งสัญญาณที่มีความถี่ที่เกี่ยวข้องกับความถี่ของแสงอินพุท (ครีบ) เป็นครีบ / R ในขณะที่การเชื่อมต่อเฟสเสถียรภาพความถี่และความถูกต้องของสัญญาณเอาต์พุตรับช่วงจากสัญญาณขาเข้า ในขณะที่อยู่ในพื้นที่ออปติคอลไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว เนื่องจากการประดิษฐ์ของเลเซอร์นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถรับรู้ถึงการแปลงความถี่ออปติคอลด้วยกระบวนการทางแสงแบบไม่เชิงเส้น ตัวอย่างเช่นการสร้างฮาร์มอนิกที่สองสามารถแปลงความถี่แสงเป็น fout =fin / 0.5 ซึ่ง fout คือความถี่แสงเอาท์พุท อย่างไรก็ตามการแปลงความถี่แสงที่มีอัตราส่วนโดยพลการไม่ได้รับรู้มาเป็นเวลานาน

การประดิษฐ์ของความถี่แสง comb ปูทางสำหรับ divider ความถี่แสง ในปี พ.ศ. 2546 ได้ทำการเปรียบเทียบระหว่างสี่ความถี่แสงจากมหาวิทยาลัยอีสต์ไชน่า (ECNU, ประเทศจีน), สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST, USA) และ International Border and Measures (BIPM) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความถี่ ความไม่แน่นอนของการสังเคราะห์ความถี่ของคลื่นความถี่ความถี่แสงบนพื้นฐานของเลเซอร์ femtoColent ชนิดต่างกันอยู่ในระดับ 10 ^ (- 19) (Long-Sheng Ma, et. al, Science, Vol. 303, หน้า 1843, 2004) เมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มจาก ECNU ได้ตระหนักถึงสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำที่ถูกต้องโดยใช้เทคนิคที่สำคัญหลายประการของหวีความถี่ที่อ้างอิงด้วยสายตาอินเตอร์เฟอโรเมอร์การอ้างอิงด้วยตัวเองแบบคอลลิเนียร์สำหรับการตรวจจับความถี่ออฟเซตของผู้ให้บริการหวี time base และรูปแบบ oscillator การโอน เมื่อเทียบกับอัตราส่วนความถี่ระหว่างฮาร์มอนิกพื้นฐานและฮาร์มอนิกที่สองของเลเซอร์ 1064 นาโนเมตรแทนสำเนาที่สองของตัวแบ่งความถี่แสงที่เท่ากันความไม่แน่นอนของการแบ่งส่วนจะแสดงเป็น 1.4 × 10 ^ (- 21) ตัวแบ่งความถี่แสงสามารถแบ่งความถี่ออปติคัลได้อย่างแม่นยำโดยใช้อัตราส่วนที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยใช้ความยาวคลื่นหลาย ๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดอัตราส่วนความถี่แสงได้โดยตรงจากอัตราส่วนการหารของตัวแบ่งความถี่แสงเมื่อเอาท์พุทและอินพุตของตัวแบ่งความถี่แสงสอดคล้องกับความถี่นาฬิกา

เครื่องนับความถี่แสงจะเป็นประโยชน์ในการใช้งานนาฬิกาออปติคัล ความคืบหน้าล่าสุดในนาฬิกาอะตอมแบบออปติคอลแสดงให้เห็นถึงความไม่แน่นอนและความไม่แน่นอนของความถี่เศษส่วนที่ระดับ 10 ^ (- 18) ความแม่นยำที่ไม่เคยเกิดขึ้นมานี้เป็นการส่งเสริมการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโดยใช้นาฬิกาออปติคัลการค้นหารูปแบบที่เป็นไปได้ของค่าคงที่พื้นฐาน ในห้องปฏิบัติการโดยการวัดอัตราส่วนความถี่ของการเปลี่ยนอะตอมของนาฬิกาออปติคัลที่แตกต่างกันได้อย่างแม่นยำในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ ใน geodesy เชิงสัมพันธ์ความแตกต่างทางภูมิศาสตร์ที่เกิดขึ้นในระยะยาวจะวัดได้อย่างแม่นยำโดยการเปรียบเทียบความถี่ของนาฬิกาออพติคอลระยะไกลที่เชื่อมโยงกับเส้นใยแสงที่ความถี่ ของนาฬิกาออปติคอลต้องถูกแปลงเป็นสายใยเทเลคอมเบอร์เพื่อการรับส่งข้อมูลทางไกลในมาตรวิทยาหน่วยพื้นฐานสำหรับเวลาที่สองในระบบระหว่างประเทศ (SI) จะได้รับการกำหนดขึ้นใหม่ตามนาฬิกาอะตอมแบบออปติคัลความถี่ การเปรียบเทียบระหว่างนาฬิกาออปติคอลจากอะตอมของอะตอมที่แตกต่างกันต้องทำในหรือ der เพื่อยืนยันข้อตกลงระหว่างนาฬิกาออปติคัลที่มีความไม่แน่นอนเกินกว่าปัจจุบัน SI ที่สองเช่นเดียวกับการแสดงให้เห็นถึงความถี่ในการทำสำเนาของนาฬิกาออปติคอล นอกจากนี้ในความแม่นยำของอะตอมและโมเลกุลสเปิร์มสโคปยังมีความหวังว่าจะมีการถ่ายโอนสัญญาณนาฬิกาที่ถูกต้องและมีเสถียรภาพไปยังช่วงสเปกตรัมที่กว้างขึ้น แอพพลิเคชันเหล่านี้อาศัยการวัดอัตราส่วนความถี่ที่เที่ยงตรงระหว่างนาฬิกาออปติคัลที่แยกตามสเปกตรัมหรือการแปลงความถี่ของนาฬิกาออปติคัล

ในบทความวิจัยที่ตีพิมพ์ใน National Science Review ของปักกิ่ง Yao et. อัล แนะนำตัวแบ่งความถี่แสงกับความไม่แน่นอนส่วนที่ระดับ 10 ^ (- 21) ความไม่แน่นอนส่วนที่เกิดจากตัวแบ่งความถี่แสงดังนั้นสามคำสั่งของขนาดดีกว่านาฬิกาแสงที่ถูกต้องที่สุดสัญญาการแบ่งความถี่แสงโดยไม่ต้องลดประสิทธิภาพการทำงานของนาฬิกาออปติคอล พวกเขาหวังว่าประเภทของตัวแบ่งความถี่แสงนี้จะเป็นเครื่องมือในการวัดความแม่นยำ

menu
menu