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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)的董春華教授課題組聯(lián)合南開大學(xué)薄方教授課題組，首次在鈮酸鋰微腔中聯(lián)合調(diào)控電光效應(yīng)、克爾非線性和拉曼散射，實(shí)現(xiàn)了一種新型自鎖定寬帶拉曼電光微梳的構(gòu)建方案。該微梳無需外部電子反饋即可自適應(yīng)鎖定，實(shí)現(xiàn)超過300納米光譜寬度和26.03吉赫茲重復(fù)頻率，展現(xiàn)出良好的相干性和可調(diào)性。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然-通訊》。

光頻梳是一類由等間距頻率線組成的光源，是現(xiàn)代光通信、精密測(cè)量和基礎(chǔ)物理研究的重要工具。

研究人員提出了一種新型自鎖定寬帶拉曼電光微梳生成機(jī)制，通過在單個(gè)鈮酸鋰微腔中協(xié)同利用電光效應(yīng)、克爾效應(yīng)和拉曼散射效應(yīng)，突破了拉曼散射帶來的光譜寬度和噪聲限制，將其轉(zhuǎn)化為一種有益的非線性過程，增強(qiáng)了光譜的寬度和平坦度，實(shí)現(xiàn)了寬帶且平坦的拉曼電光微梳。與依賴單一非線性效應(yīng)的系統(tǒng)不同，這一新機(jī)制通過拉曼散射和電光調(diào)制生成多個(gè)電光梳，同時(shí)利用四波混頻進(jìn)一步拓寬光譜寬度。源自拉曼激光的梳齒自適應(yīng)地與源自泵浦光的梳齒實(shí)現(xiàn)相位鎖定，確保了整個(gè)微梳系統(tǒng)的高相干性。

由此產(chǎn)生的寬帶拉曼電光微梳的光譜寬度超過300納米，并且在26.03吉赫茲的重復(fù)頻率下包含超過1400根梳齒。實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)在無任何外部電子鎖定的情況下，自適應(yīng)地完成了梳齒間的相位鎖定，展現(xiàn)出優(yōu)異的相干性和調(diào)諧能力。微梳的重復(fù)頻率具有約550千赫茲的自鎖定調(diào)諧范圍，通過微波功率變化引起的熱調(diào)諧，重復(fù)頻率的調(diào)諧范圍高達(dá)8兆赫茲。

研究人員介紹，該研究為構(gòu)建更高性能、更穩(wěn)定的片上光頻梳系統(tǒng)提供了新思路，并為探索片上多非線性物理過程提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60161-1

（原載于《中國科學(xué)報(bào)》?2025-06-26?第3版?綜合）