首款可實(shí)時(shí)測量光電場的光示波器

美國科學(xué)家在最新一期《自然·光子學(xué)》 雜志上撰文指出， 他們開發(fā)出世界上第一臺(tái)光學(xué)示波器——一種能夠測量光電場的儀器。 該設(shè)備能將光振蕩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 就像醫(yī)院監(jiān)視器將患者的心跳轉(zhuǎn)換為電振蕩一樣。 這款先進(jìn)的新設(shè)備有望提升光纖通信的效率。

迄今為止， 由于光波會(huì)高速振蕩， 讀取光的電場一直是科學(xué)家們面臨的一大挑戰(zhàn)。 現(xiàn)有最先進(jìn)的技術(shù)可以測量覆蓋電磁頻譜無線射頻和微波波段的高達(dá)千兆赫茲頻率的電場。

由于光波能以更高的速率振蕩， 所以可以傳輸更高密度的信息。 然而， 目前用于測量光場的工具只能解析與光脈沖相關(guān)的平均信號(hào)， 而不能解析脈沖內(nèi)的峰值和谷值。 但是， 測量單個(gè)脈沖內(nèi)的峰值和谷值非常重要， 因?yàn)檎窃谶@個(gè)階段， 信息才能被打包和傳遞。

為了更好地測量光脈沖的峰值和谷值， 研究負(fù)責(zé)人之一、 中佛羅里達(dá)大學(xué)的物理學(xué)副教授邁克爾·奇尼提出了單激發(fā)波形測量方案。 隨后， 研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了全球首款光示波器， 并在實(shí)驗(yàn)室展示了其實(shí)時(shí)測量單個(gè)激光脈沖電場的能力。

奇尼解釋說： “光纖通信利用光提高了數(shù)據(jù)傳輸速度， 但我們?nèi)匀皇芟抻谑静ㄆ鞯乃俣龋?最新研制出來的光示波器速度提高約1 萬倍。 接下來， 我們計(jì)劃進(jìn)一步地完善該技術(shù)， 使其達(dá)到最優(yōu)化?！?/p>