Forskere udvikler ultrahurtigt bølgemåler, der anvender spektral-rumlig-temporal kortlægning

Nøjagtige højhastighedsmålinger af bølgelængde er grundlæggende for optisk forskning og industrielle applikationer, såsom miljøovervågning, biomedicinsk analyse og materialekarakterisering.

Nylige undersøgelser har vist, at et uordnet spredningsmedium, såsom en multimode-fiber, kan generere et bølgelængdeafhængigt specklemønster, som kan give en høj spektral opløsning og bred operationel båndbredde i en kompakt struktur. Imidlertid er målehastighederne for nuværende speckle-spektrometre begrænset af kameraer, hvilket begrænser deres anvendelser.

I et nyt papir udgivet i Light:Advanced Manufacturing , et team af videnskabsmænd, ledet af professor Ming Tang og Dr. Hao Wu fra Huazhong University of Science and Technology, Kina, med ph.d.-studerende Zheng Gao og Ting Jiang som co-first forfattere, har udviklet en ultrahurtig bølgemåler baseret på multimode og multicore fibre, som anvender spektral-spatial-temporal kortlægning.

Ved at integrere speckle-mønsteregenskaberne for multimode-fibre med sampling-egenskaberne for multicore-fibre, opnår denne nye metode en spektral målehastighed på 100 MHz uden at gå på kompromis med nøjagtigheden.

Forskerne opsummerer det operationelle princip for deres bølgemåler og siger:"For at bryde gennem denne hastighedsbegrænsning introducerede vi multicore-fibre, der foreslår et innovativt spektral-rum-tid-kortlægningsskema. Vi fusionerede multicore-fibre til outputenden af ​​multimode-fibre ved at bruge hver kerne til at sample speckle-mønsteret, hvilket effektivt transformerer intensitetsfordelingen til en pulssignalsekvens. Som et resultat erstattede højhastigheds-enkeltpixel-fotodetektorer traditionelle kameraer, og overkom billedhastighedsbegrænsningerne og opnåede et spring i målehastighed."

"Vi demonstrerede eksperimentelt en målehastighed på 100 MHz, mens vi bibeholdt en høj opløsning på 14.7. Denne målemetode har et betydeligt potentiale for anvendelse på mange områder."