شانه فرکانس

در اپتیک، شانه فرکانس یک منبع لیزری است که طیف آن از یک سری خطوط فرکانس گسسته و با فاصله مساوی تشکیل شده است. شانه های فرکانس را می توان با تعدادی از سازوکارها تولیدکرد، از جمله مدولاسیون دوره ای ( در دامنه و/یا فاز ) یک لیزر موج پیوسته، مخلوط سازی چهارموج در رسانه های غیرخطی، یا پایدارسازی قطار پالس تولیدشده توسط لیزر مُد - قفل شده. کارهای زیادی به این سازوکار آخر اختصاص داده شده است، که در اواخر قرن بیست و یکم توسعه یافت و درنهایت منجر به تقسیم نیمی از جایزه نوبل در فیزیک توسط جان ال هال و تئودور دبلیو هانش در سال ۲۰۰۵ شد. [ ۱] [ ۲] [ ۳]
نمایش حوزه فرکانس یک شانه فرکانس کامل یک سری توابع دلتا است که بر اساس فاصله آنها قرار گرفته است
دراینجا n یک عدد صحیح است، f r فاصله دندانه شانه ( برابر با سرعت تکرار لیزر مد - قفل شده یا، به طور متناوب، فرکانس مدولاسیون ) است. f 0 فرکانس آفست حامل است که کمتر از f r است.
یک شانه فرکانس امکان پیوند مستقیم از استانداردهای فرکانس رادیویی به فرکانس های نوری را فراهم می کند. استانداردهای فرکانس فعلی مانند ساعت های اتمی در ناحیه ریزموج طیف عمل می کنند و شانه فرکانس دقت چنین ساعت هایی را به بخش نوری طیف الکترومغناطیسی می آورد. یک حلقه بازخورد الکترونیکی ساده می تواند نرخ تکرار را به یک استاندارد فرکانس قفل کند.
دو کاربرد متمایز از این فنون وجود دارد. یکی ساعت نوری است که در آن یک فرکانس نوری با یک دندانه شانه روی یک فتودیود همپوشانی دارد و یک فرکانس رادیویی با سیگنال ضربانی، نرخ تکرار و فرکانس - سی ئی او ( آفست پوش - حامل ) مقایسه می شود. کاربردهای فن شانه فرکانس شامل اندازه شناسی نوری، تولید زنجیره فرکانس، ساعت های اتمی نوری، طیف سنجی با دقت بالا و فناوری GPS دقیق تر است. [ ۵]
کاربردهای دیگری وجود دارند که نیازی به قفل کردن فرکانس آفست پوش - حامل روی سیگنال فرکانس رادیویی ندارند. [ ۶] اینها شامل مخابرات نوری، [ ۷] ترکیب سازی شکل موج های دلخواه نوری، [ ۸] طیف بینی ( به ویژه طیف بینی دو - شانه ای ) [ ۹] یا فوتونیک فرکانس - رادیویی است. [ ۱۰]
تئودور دبلیو هانش و جان ال هال به دلیل مشارکت در توسعه طیف بینی دقیق مبتنی بر لیزر، از جمله فنّ شانه فرکانس نوری، نیمی از جایزه نوبل فیزیک ۲۰۰۵ را به اشتراک گذاشتند. نیمی دیگر از جایزه به روی گلابر تعلق گرفت.