p Os cientistas da EPFL descobriram uma maneira de miniaturizar os pentes de frequência, percebendo um novo passo em direção à miniaturização de tais ferramentas. Seu dispositivo pode medir oscilações leves com uma precisão de 12 dígitos. p Um compacto, ferramenta de precisão para contagem e rastreamento de frequências de laser pode melhorar relógios atômicos e dispositivos de transmissão de dados ópticos. Contudo, ondas de luz oscilam centenas de trilhões de vezes por segundo, uma frequência impossível de medir diretamente. Grandes fontes de laser pulsado são normalmente usadas para produzir "pentes de frequência" que podem conectar o domínio óptico às frequências de rádio e possibilitar a contagem das oscilações de luz. Os cientistas da EPFL descobriram uma maneira de miniaturizar os pentes de frequência, percebendo um novo passo em direção à miniaturização de tais ferramentas. Seu dispositivo era capaz de medir oscilações leves com uma precisão de 12 dígitos. O trabalho está publicado na revista Luz:Ciência e Aplicações .

p O laboratório de Tobias J. Kippenberg na EPFL, em um projeto liderado por Victor Brasch e Erwan Lucas, criou o que é chamado de "pente de frequência óptica auto-referenciado". Esta é essencialmente uma série de linhas espectrais densamente espaçadas cujo espaçamento é idêntico e conhecido. Por serem tão bem definidos, pentes de frequência óptica podem ser usados ​​como uma "régua" para medir a frequência - ou cor - de qualquer feixe de laser. Ao comparar uma cor desconhecida a esta régua, é possível calcular sua frequência. Contudo, isso implica uma etapa crítica chamada "autorreferência", um método que determina exatamente a posição de cada escala individual da régua de frequência, mas exige uma régua muito longa - uma ampla faixa espectral, como dizem os cientistas - o que é difícil de obter.

p Embora os pentes de frequência óptica tenham dado aos seus inventores o prêmio Nobel de Física em 2005, eles ainda exigiam configurações ópticas volumosas. O laboratório do Prof. Kippenberg mostrou em 2007 que pentes de frequência óptica podem ser criados usando dispositivos minúsculos chamados "microrresonadores ópticos":estruturas microscópicas em forma de anel feitas de nitreto de silício muito fino medindo alguns milímetros a algumas dezenas de mícrons de diâmetro. Essas estruturas podem capturar uma luz laser contínua e convertê-la em pulsos ultracurtos - solitons - graças às propriedades não lineares especiais do dispositivo. Os solitons viajam ao redor do microrressonador 200 bilhões de vezes por segundo e a saída pulsada do microrressonador cria o pente de frequência óptica.

p Ano passado, o grupo resolveu um grande desafio, demonstrando que um controle cuidadoso dos parâmetros do microrressonador, habilitado para gerar um espectro de frequência muito amplo diretamente no chip. Neste ponto, as frequências geradas se estendem por mais de dois terços de uma oitava em comparação com a frequência do laser de entrada (uma oitava se refere ao dobro ou à metade da frequência). Quando combinado com um sistema de transferência a laser, com base em cristais não lineares, a abordagem da equipe permitiu a auto-referência, enquanto elimina a necessidade de volumosos, sistemas externos tradicionalmente usados ​​para ampliação de frequência.

p Com isso, os pesquisadores puderam provar que seu pente de frequência óptica pode ser usado para as aplicações de medição mais precisas:eles mediram a frequência de um laser usando sua técnica, bem como um sistema de pente de frequência tradicional e mostraram que os dois resultados concordam em mais de 12 dígitos.

p A tecnologia é passível de integração com elementos fotônicos e microchips de silício. O estabelecimento de dispositivos que fornecem um RF para link óptico em um chip pode catalisar uma ampla variedade de aplicações, como integração, relógios atômicos e no chip, e poderia contribuir para tornar a metrologia de frequência óptica onipresente.