p Os sinais de micro-ondas de baixo ruído são de importância crítica em várias aplicações, como telecomunicações de alta velocidade e processamento de dados ultrarrápido. Convencionalmente, tais sinais são gerados com osciladores de micro-ondas volumosos e delicados que não são adequados para aplicações externas. Mas recentemente, os físicos têm explorado uma alternativa possível:a geração de micro-ondas de alta qualidade usando pentes de freqüência de microrressonador óptico. p Contando com a alta frequência óptica e pureza espectral dos campos de laser, microrressonadores ópticos podem gerar microondas de baixo ruído de uma maneira compacta e eficiente. Mas um microrressonador geralmente só pode gerar microondas com sintonização de frequência muito limitada. A razão é que a frequência de microondas depende do tamanho do ressonador, o que não é altamente ajustável.

p Publicando em Avanços da Ciência , pesquisadores do laboratório de Tobias Kippenberg na EPFL, Trinity College Dublin (TCD), e Dublin City University (DCU) desenvolveram agora uma nova técnica para gerar microondas variáveis ​​de baixo ruído com um único microrressonador óptico.

p A abordagem injeta um pente de frequência de microrressonador em um laser compacto cuja intensidade é modulada por um oscilador de microondas pronto para uso. Forçando a frequência de modulação a seguir rigidamente uma frequência sub-harmônica do microondas produzida pelo pente de frequência do microrressonador, a equipe gerou com sucesso novas microondas cujas frequências podem variar significativamente.

p Além disso, as microondas recém-geradas mostram níveis de ruído de fase muito mais baixos do que aqueles de um oscilador de pente de frequência de microrressonador e osciladores de microondas prontos para uso. Este mecanismo, chamada divisão de frequência, é usado para transferir a pureza de frequência de um sinal óptico para o domínio de microondas.

p A técnica desenvolvida permite a transferência da pureza espectral entre diferentes sinais de microondas. "Tradicionalmente, executar a divisão de frequência de micro-ondas perfeita de uma forma variável não tem sido fácil, "explica o Dr. Wenle Weng, quem conduziu o estudo. "Graças ao laser semicondutor de modulação rápida desenvolvido por nossos colegas do TCD e DCU, agora podemos conseguir isso usando um fotodetector de baixo custo e um sistema de controle moderado. ”O laser semicondutor também gera um pente de frequência secundária com emissões espectrais mais densas que podem ser úteis em muitas aplicações espectroscópicas.

p Os principais componentes na configuração do experimento de prova de conceito, incluindo o microrressonador e o laser semicondutor, são discretos e conectados com fibras longas. A equipe agora está trabalhando na integração e embalagem avançada do dispositivo. Com a capacidade de ser miniaturizado e produzido em massa, um oscilador de micro-ondas variável e gerador de pente de frequência como esse podem revolucionar o mercado atual de micro-ondas portáteis de baixo ruído e fontes de pente de frequência.