Taajuus kampa on spektri , joka liittyy junan pulsseja tuotetaan tila-lukittu laser , kuten femtosekuntilaserin . Tälle spektrirakenteelle on ominaista erillinen ja säännöllisesti sijoitettu viivojen peräkkäisyys, jota kutsutaan myös kampauksen "hampaiksi". Taajuuskampa tunnetaan myös nimellä Dirac-kampa, mutta tätä nimeä käytetään enemmän matematiikan kuin fysiikan alalla .
Kampauksen pääominaisuus on, että sen toinen taajuuskomponentti voidaan kuvata matemaattisella suhteella
fei=f0+eifedustaja{\ displaystyle f_ {n} = f_ {0} + nf _ {\ text {rep}}}missä on taajuus, joka liittyy vaiheensiirtoon laserin kahden peräkkäisen pulssin välillä, ja on laserin toistotaajuus. Tämä suhde antaa mahdollisuuden yhdistää kamman optiset taajuudet (joiden suuruusluokka on noin sata terahertsiä) taajuuksiin ja jotka kuuluvat radiotaajuusalueeseen (gigahertsin suuruusluokka).
Työ John L. Hall ja Theodor W. Hänsch liittyy usein kammat ja sen sovellusten ansainnut jokainen näistä fyysikot neljännes 2005 Nobelin fysiikan palkinnon ”heidän maksuja kehittämiseen tarkkuus laser spektroskopia mukaan lukien optinen taajuus kampa tekniikka ”.
Taajuuskampaiden löytäminen tapahtuu samaan tapaan kuin Logan E.Hargrove et ai. vuonna 1964. Vasta 1990-luvulla, femtosekunnisten lasereiden demokratisoitumisen aikana, taajuuskammat saivat jälleen tietyn mielenkiinnon erityisesti optisten taajuuksien metrologian suhteen.
Vuonna 2007 viimeaikaisia mikroresonaattorityyppisiä optisia onteloita käytettiin kammien tuottamiseen Kerr-vaikutuksella , mikä mahdollisti useiden kymmenien GHz: n korkeiden toistotaajuuksien saavuttamisen, suorituskykyä oli vaikea saavuttaa useammalla laserilla.
Mode-lukitun laserin eristetyllä pulssilla on jatkuva spektri. Saman laserin toimittamaan pulssijunaan liittyvällä spektrillä on kuitenkin kammion muotoinen rakenne. Selitys on siinä, että pulssijoukkoa voidaan pitää eristetyn pulssin konvoluutiona Dirac-kammalla. Ottamalla sitten tällaisen joukon Fourier-muunnos saadaan, että spektrillä on kampa-muoto, koska Dirac-kammion Fourier-muunnos on Dirac-kampa (katso matemaattista esittelyä käsittelevä artikkeli Diracin kammiosta ). Lisäksi tulos osoittaa, että kampan vaippa on yhtä suuri kuin eristetyn pulssin spektrin kirjekuori.
Jotta voisit olla käyttökelpoinen, on välttämätöntä tietää tarkasti kampan täydelliset ominaisuudet, toisin sanoen ja . Tässä tapauksessa kampaan sanotaan viittaavan. Tätä varten taajuudet ja on mitattava. Toistotaajuus on mitattavissa nopealla fotodiodilla : havaitsemalla kahden peräkkäisen pulssijonon pulssin välinen aikaväli on helppo palata, koska meillä on . Lähtötaajuuden alkukohdassa on monimutkaisempi määrittää, koska se vaatii kampauksen, jonka spektri on hajautettu yhdelle oktaaville, toisin sanoen spektrille, joka sisältää ainakin yhden taajuuden ja sen kaksinkertaisen. Tätä varten on välttämätöntä turvautua epälineaarisiin optisiin tekniikoihin .
Vaikka taajuuskampa on moodilukitun laserin tuottama spektri, taajuuskammion muodostamiseksi on muitakin mekanismeja.
Metrologian optisten taajuuksien oli historiallisesti yksi ensimmäisistä käyttöalueita taajuuden kammat. Koska valoaalto voi sisältää yli miljoona miljardia (10 15 ) värähtelyä tai jaksoa sekunnissa, tämä tekee yleensä mahdottomaksi määrittää sen taajuuden tarkasti. Tämä tosiasia pätee erityisesti aaltoihin, joiden taajuus on useita kymmeniä tai jopa satoja THz, koska tavalliset instrumentit (perustuvat elektroniikkaan ) eivät pysty seuraamaan valon värähtelyjä. Tämän rajoituksen kiertämiseksi on mahdollista käyttää viitattua taajuuskampaa.
Ajatuksena on käyttää vakiona kammatta taajuuksien eron mittaamiseen sen sijaan, että itse tuntematon taajuus tekisi mittauksista helpommin saatavilla.
Spektroskopia on alan tutkimuksessa, jossa taajuus kammat voidaan käyttää. Tätä sovellusta varten on hyvin erityinen tekniikka, nimeltään "spektroskopia kahdella taajuuskammalla". Kuten nimestään käy ilmi, tässä tekniikassa käytetään kahta taajuuskampaa, mutta yhdellä kammista on hieman erilainen toistotaajuus verrattuna toiseen kampaan. On yleisesti todettava, että toinen kammat on toistotaajuuden ja toinen kampa toistoa taajuus , jossa on positiivinen taajuus antaa ero toistotaajuus kahden kamman väliin.
Jos kahdella taajuuskammalla on koherenssisuhde , ne voivat häiritä. Häiriösignaali on kolmas taajuuskampa, jonka muoto vastaa kahta ensimmäistä kampaa, mutta joiden taajuudet ovat radiotaajuusalueella, mikä tekee tunnistamisesta paljon helpompaa. Optisten kammien sanotaan lisääntyvän radiotaajuusalueella.
Jos optisilla kammilla on absorptiosignaali vuorovaikutuksen kanssa kaasun tai nesteen kanssa, radiotaajuuskampa osoittaa myös tämän absorptiosignaalin. Siksi on mahdollista havaita kaasun allekirjoitus havaitsemalla vain radiotaajuinen signaali.
Suurin tekniikan vaikeus on tuottaa kaksi optisten taajuuksien kammaa, joilla on koherenssisuhde.
Taajuuskampailla voidaan kalibroida instrumentit eksoplaneettojen havaitsemiseksi.
Pitkillä aallonpituuksilla kampasuodatin mahdollistaa optisen signaalin prosessoinnin lisäämällä signaalin viivästetyn version itselleen aiheuttaen tuhoavia tai rakentavia häiriöitä . Taajuusvaste suodatin on muodossa sarjan tasaisin välein huiput, joten nimi ”kampasuodattimen”. Tämän tyyppinen suodatin voidaan toteuttaa erillisessä tai jatkuvassa muodossa ajan mittaan.
Niitä on epäilemättä hyvin paljon, mutta voimme jo lainata:
Mahdollinen :