超低阈值级联布里渊微激光器：可调谐微波新突破

"这篇研究论文报道了一种超低门限级联布里渊微激光器在高二氧化硅微球谐振器中实现可调谐微波产生的实验成果。该技术的特点是阈值低至8μW，接近理论预测的最优值，并且能够产生频率高达55 GHz的五阶斯托克斯线，只需不足0.6 mW的耦合泵浦功率。利用微球的热动力学驱动的共振波长偏移，研究人员实现了11 GHz频段40 MHz和22 GHz频段20 MHz的调谐范围。这是基于耳语画廊模式的布里渊微激光器在可调谐微波源领域的首次尝试，具有潜在的应用价值，特别是在航空航天、通信工程和计量学等领域。" 在这篇研究论文中，作者们展示了他们在微激光技术领域的创新。他们设计并实现了超低阈值的级联布里渊微激光器，这是一种新型的微波产生方法。布里渊散射是一种非线性光学效应，通常发生在光纤或光子晶体等介质中，它涉及到光子与声子的相互作用。在这个实验中，他们利用高二氧化硅微球谐振器作为平台，因为这种结构可以支持高品质因数（Q值）的耳语画廊模式，从而增强光-声相互作用。 微激光器的阈值是衡量其性能的重要指标，8μW的阈值意味着只需要非常小的能量输入就能启动激光振荡，这使得该设备在能源效率上具有显著优势。此外，通过调整耦合泵浦功率，他们能产生不同频率的斯托克斯线，最高可达55 GHz，这对于微波频率合成和控制至关重要。 更重要的是，利用微球内的热动力学效应，他们实现了微波信号的可调谐性。由于微球材料在受到光泵浦时会发热，导致谐振频率发生变化，研究人员借此调控微波信号的频率。在11 GHz和22 GHz两个频段，他们分别实现了40 MHz和20 MHz的调谐范围，这在微波频率源的设计中是非常有价值的特性。 这一突破性的成果预示着在微波信号生成、处理和控制方面有巨大的潜力。尤其是在航空航天领域，精确且可调的微波源对于雷达系统和卫星通信至关重要；在通信工程中，这种技术可能用于开发新的频率合成器和滤波器；而在计量学中，稳定的可调谐微波源对于高精度测量和校准具有重要意义。这项工作为微激光技术和微波频率源的发展开辟了新的道路。