КОМПАКТНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ИСТОЧНИКА ДВОЙНЫХ ГРЕБЁНОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ МИКРОРЕЗОНАТОРОВ И СПОСОБ ГЕТЕРОДИННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ В МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПРИМЕНЕНИЯХ

1. Способ гетеродинного детектирования с использованием генерирования двойной оптической гребёнки на основе оптических микрорезонаторов, причём способ содержит этапы, на которых:
- генерируют первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку, причём каждая из первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки имеет множество мод, разнесённых на первое значение и второе значение частоты, соответственно, причём первое значение и второе значение являются отличными друг от друга, причём упомянутое генерирование содержит этап, на котором вводят излучение по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением, имеющее спектральные компоненты, соответствующие резонансным частотам мод, ответственных за генерирование оптических частотных гребёнок, по меньшей мере в один оптический микрорезонатор, выполненный из материала, имеющего зависящий от интенсивности показатель преломления при уровне мощности выше пороговой величины накачки, таким образом, чтобы обеспечить параметрически сгенерированные первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку; и
- выводят первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку из упомянутого по меньшей мере одного оптического микрорезонатора.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- разделяют первую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве сигнала, на измерительную оптическую частотную гребёнку и опорную оптическую частотную гребёнку;
- выполняют оптическое измерение с использованием измерительной оптической частотной гребёнки таким образом, что измерительная оптическая частотная гребёнка изменяется в результате оптического измерения;
- объединяют вторую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве гетеродина, с опорной оптической частотной гребёнкой и измерительной оптической частотной гребёнкой, которая изменена в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать два объединенных пучка двойных гребёнок;
- выполняют фотодетектирование объединенных пучков двойных гребёнок таким образом, чтобы сгенерировать радиочастотные (РЧ-) или микроволновые гетеродинные сигналы.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- объединяют первую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве сигнала, и вторую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве гетеродина, в пучок двойной гребёнки;
- разделяют пучок двойной гребёнки на измерительный пучок двойной гребёнки и опорный пучок двойной гребёнки;
- выполняют оптическое измерение с использованием измерительного пучка двойной гребёнки таким образом, что пучок двойной гребёнки изменяется в результате оптического измерения;
- выполняют фотодетектирование опорного пучка двойной гребёнки и измерительного пучка двойной гребёнки, измененного в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать РЧ- или микроволновые гетеродинные сигналы.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- выполняют синхронизацию частот по меньшей мере компактного одного лазера с непрерывным излучением с соответствующими резонансными частотами по меньшей мере одного оптического микрорезонатора посредством механизма синхронизации.
5. Способ по п. 4, в котором упомянутая синхронизация содержит инжекционную синхронизацию путём ввода света, рассеянного в обратном направлении в по меньшей мере одном оптическом микрорезонаторе, назад в по меньшей мере один компактный лазер с непрерывным излучением.
6. Способ гетеродинного детектирования с использованием генерирования двойной оптической гребёнки на основе оптических микрорезонаторов, причём способ содержит этапы, на которых:
- генерируют первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку, причём каждая из первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки имеет множество мод, разнесённых на первое значение и второе значение частоты, соответственно, причём первое значение и второе значения являются отличными друг от друга, причём упомянутое генерирование содержит этап, на котором вводят излучение по меньшей мере одного компактного лазера с электрооптически модулированным непрерывным излучением для генерирования боковых полос, соответствующих резонансным частотам мод, ответственных за генерирование оптических частотных гребёнок по меньшей мере в один оптический микрорезонатор, выполненный из материала, имеющего зависящий от интенсивности показатель преломления при уровне мощности выше пороговой величины накачки, таким образом, чтобы обеспечить параметрически сгенерированные оптические частотные гребёнки; и
- выводят первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку из упомянутого по меньшей мере одного оптического микрорезонатора.
7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- разделяют первую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве сигнала, на измерительную оптическую частотную гребёнку и опорную оптическую частотную гребёнку;
- выполняют оптическое измерение с использованием измерительной оптической частотной гребёнки таким образом, что измерительная оптическая частотная гребёнка изменяется в результате оптического измерения;
- объединяют вторую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве гетеродина, с опорной оптической частотной гребёнкой и измерительной оптической частотной гребёнкой, которая изменена в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать два объединенных пучка двойных гребёнок;
- выполняют фотодетектирование объединенных пучков двойных гребёнок таким образом, чтобы сгенерировать РЧ- или микроволновые гетеродинные сигналы.
8. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- объединяют первую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве сигнала, и вторую оптическую частотную гребёнку, которая действует в качестве гетеродина, в пучок двойной гребёнки;
- разделяют пучок двойной гребёнки на измерительный пучок двойной гребёнки и опорный пучок двойной гребёнки;
- выполняют оптическое измерение с использованием измерительного пучка двойной гребёнки таким образом, что пучок двойной гребёнки изменяется в результате оптического измерения;
- выполняют фотодетектирование опорного пучка двойной гребёнки и измерительного пучка двойной гребёнки, измененного в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать РЧ- или микроволновые гетеродинные сигналы.
9. Устройство для гетеродинного детектирования, содержащее источник двойной оптической гребёнки на основе оптических микрорезонаторов, причём источник содержит:
- по меньшей мере один оптический микрорезонатор, выполненный из материала, имеющего зависящий от интенсивности показатель преломления;
- по меньшей мере один компактный лазер с непрерывным излучением, имеющим спектральные компоненты, соответствующие резонансным частотам мод, ответственных за генерирование оптических частотных гребёнок, и направляемые для взаимодействия по меньшей мере с одним оптическим микрорезонатором, таким образом, чтобы обеспечить генерирование первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки, причём каждая из первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки имеет множество мод, разнесённых на первое значение и второе значение частоты, соответственно, причём первое значение и второе значение являются отличными друг от друга;
- по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения из упомянутого по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор; и
- по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью вывода луча, содержащего первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку, из упомянутого по меньшей мере одного оптического микрорезонатора.
10. Устройство по п. 9, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический резонатор содержит два оптических резонатора, расположенные один под другим, имеющие общую ось вращения и выполненные из одного кристалла.
11. Устройство по п. 9, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения от упомянутого по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор, содержит по меньшей мере одно коническое волокно, выполненное с возможностью контактирования с упомянутым по меньшей мере одним оптическим микрорезонатором своей узкой частью.
12. Устройство по п. 9, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения от по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор, содержит оптическую призму связи, клиновидный делитель пучка, введённый наполовину в лазерный луч, выполненный с возможностью разделения лазерного луча путём отклонения его части на определённый угол, и фокусирующую линзу, выполненную с возможностью фокусирования лазерного луча до того, как он попадает в оптическую соединительную призму.
13. Устройство по п. 9, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор и/или упомянутый по меньшей мере один компактный лазер с непрерывным излучением и/или упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи интегрированы на общем полупроводниковом чипе.
14. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее:
- делитель пучка, выполненный с возможностью разделения первой оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве сигнала, на измерительную оптическую частотную гребёнку и опорную оптическую частотную гребёнку;
- среду оптического измерения, в которой выполняется оптическое измерение с использованием измерительной оптической частотной гребёнки таким образом, что измерительная оптическая частотная гребёнка изменяется в результате оптического измерения;
- по меньшей мере один объединитель пучка, выполненный с возможностью объединения второй оптической частотной гребёнки с опорной оптической частотной гребёнкой и измерительной оптической частотной гребёнкой, которая изменена в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать два объединенных пучка двойных гребёнок;
- по меньшей мере один фотодетектор, выполненный с возможностью приема объединенных пучков двойных гребёнок и генерирования РЧ- или микроволновых гетеродинных сигналов.
15. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее:
- объединитель пучка, выполненный с возможностью объединения первой оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве сигнала, и второй оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве гетеродина, в пучок двойной гребёнки;
- делитель пучка, выполненный с возможностью разделения пучка двойной гребёнки на измерительный пучок двойной гребёнки и опорный пучок двойной гребёнки;
- среду оптического измерения, в которой выполняется оптическое измерение с использованием измерительного пучка двойной гребёнки таким образом, что измерительный пучок двойной гребёнки изменяется в результате оптического измерения; и
- по меньшей мере один фотодетектор, выполненный с возможностью приема опорного пучка двойных гребёнок и измерительного пучка двойных гребёнок, измененного в результате оптического измерения, и генерирования РЧ- или микроволновых гетеродинных сигналов.
16. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее:
лазерный механизм синхронизации, выполненный с возможностью синхронизации частот по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением с соответствующими резонансными частотами по меньшей мере одного оптического микрорезонатора.
17. Устройство по п. 16, в котором
лазерный механизм синхронизации является лазерным диодным механизмом синхронизации, основанным на инжекционной синхронизации путём ввода света, рассеянного в обратном направлении в по меньшей мере одном оптическом микрорезонаторе, назад в по меньшей мере один компактный лазер с непрерывным излучением.
18. Устройство для гетеродинного детектирования, содержащее источник двойной оптической гребёнки на основе оптических микрорезонаторов, причём источник содержит:
- по меньшей мере один оптический микрорезонатор, выполненный из материала, имеющего зависящий от интенсивности показатель преломления;
- по меньшей мере один компактный лазер с электрооптически модулированным непрерывным излучением для генерирования боковых полос, соответствующих резонансным частотам мод, ответственных за генерирование оптических частотных гребёнок, и направляемые для взаимодействия по меньшей мере с одним оптическим микрорезонатором, таким образом, чтобы обеспечить генерирование первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки, причём каждая из первой оптической частотной гребёнки и второй оптической частотной гребёнки имеет множество мод, разнесённых на первое значение и второе значение частоты, соответственно, причём первое значение и второе значение являются отличными друг от друга;
- по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения из упомянутого по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор; и
- по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью вывода луча, содержащего первую оптическую частотную гребёнку и вторую оптическую частотную гребёнку, из упомянутого по меньшей мере одного оптического микрорезонатора.
19. Устройство по п. 18, в котором
оптические микрорезонаторы расположены один под другим, имеют общую ось вращения и выполнены из одного кристалла.
20. Устройство по п. 18, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения от упомянутого по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор, содержит по меньшей мере одно коническое волокно, выполненное с возможностью контактирования с упомянутым по меньшей мере одним оптическим микрорезонатором своей узкой частью.
21. Устройство по п. 18, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи, выполненный с возможностью ввода излучения от по меньшей мере одного компактного лазера с непрерывным излучением в упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор, содержит оптическую призму связи, клиновидный делитель пучка, введённый наполовину в лазерный луч, выполненный с возможностью разделения лазерного луча путём отклонения его части на определённый угол, и фокусирующую линзу, выполненную с возможностью фокусирования лазерного луча до того, как он попадает в оптическую призму связи.
22. Устройство по п. 18, в котором
упомянутый по меньшей мере один оптический микрорезонатор и/или упомянутый по меньшей мере один компактный лазер с непрерывным излучением и/или упомянутый по меньшей мере один оптический элемент связи интегрированы на общем полупроводниковом чипе.
23. Устройство по п. 18, дополнительно содержащее:
- делитель пучка, выполненный с возможностью разделения первой оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве сигнала, на измерительную оптическую частотную гребёнку и опорную оптическую частотную гребёнку;
- среду оптического измерения, в которой выполняется оптическое измерение с использованием измерительной оптической частотной гребёнки таким образом, что измерительная оптическая частотная гребёнка изменяется в результате оптического измерения;
- по меньшей мере один объединитель пучка, выполненный с возможностью объединения второй оптической частотной гребёнки с опорной оптической частотной гребёнкой и измерительной оптической частотной гребёнкой, которая изменена в результате оптического измерения, таким образом, чтобы сгенерировать два объединенных пучка двойных гребёнок;
- по меньшей мере один фотодетектор, выполненный с возможностью приема объединенных пучков двойных гребёнок и генерирования РЧ- или микроволновых гетеродинных сигналов.
24. Устройство по п. 18, дополнительно содержащее:
- объединитель пучка, выполненный с возможностью объединения первой оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве сигнала, и второй оптической частотной гребёнки, которая действует в качестве гетеродина, в пучок двойной гребёнки;
- делитель пучка, выполненный с возможностью разделения пучка двойной гребёнки на измерительный пучок двойной гребёнки и опорный пучок двойной гребёнки;
- среду оптического измерения, в которой выполняется оптическое измерение с использованием измерительного пучка двойной гребёнки таким образом, что измерительный пучок двойной гребёнки изменяется в результате оптического измерения;
- по меньшей мере один фотодетектор, выполненный с возможностью приема опорного пучка двойной гребёнки и измерительного пучка двойной гребёнки, измененного в результате оптического измерения, и генерирования РЧ- или микроволновых гетеродинных сигналов.