計測学：共振器ソリトンの参照光へのカー誘起同期

安定化された参照光レーザーのマイクロ波領域への位相コヒーレント分周は、光周波数コム（OFC）によって可能になる。OFCを用いた時計では、一般的に能動サーボを介して、1本のコム歯を安定した原子遷移をプローブする参照レーザーにロックするが、この能動サーボによって、現場で実行可能な時計用途向けのフォトニクスやエレクトロニクスへのOFCの統合の複雑さが増す。今回我々は、カー非線形性によって、外部入射参照レーザーに対する、マイクロ共振器を用いた散逸カーソリトン（DKS）OFCの、電子回路を用いない受動的な同期が可能になることを実証する。我々は、このカー誘起同期（KIS）を説明し、チップに集積された窒化シリコンのマイクロリング共振器を用いた実験結果とよく一致する理論モデルを提示する。いったん同期すると、参照レーザーはOFCの歯を捕捉するので、その周波数を調整することによって、OFCの繰り返し周波数を外部から直接制御できる。我々はまた、繰り返し周波数の安定性が、期待される分周係数を通して参照レーザーの安定性と結び付いていることも示す。さらに、1オクターブにわたるDKSのKISは、理論モデルと一致する反対側の分散波の増強を示し、自己参照の改善とOFCキャリア–エンベロープ・オフセット周波数の制御を可能にした。今回実証されたKISを介した増強は、集積光時計やチップスケールの低雑音マイクロ波発振器に直接実装できる。

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