有源腔孤子：用于测量光波的超稳定，高功率光脉冲

与声波的振荡不同，光的振荡是如此之快，以至于需要极其复杂的设备才能直接观察它们。但是，可以通过频率梳间接测量这些振荡的频率。这些梳子由一组规则间隔的“齿”组成，每个齿对应一个频率。用作刻度尺，它们提供了高精度测量光频率的可能性。除其他事项外，这使得测量与月球之间的距离变化的精度等同于头发的大小成为可能。

  可以看出，与频率梳相对应的时间信号由规则的一系列光脉冲组成，称为脉冲序列。这些脉冲超短，持续时间为十亿分之一秒的百万分之一或更短。

  当前，有两种主要的方法可以通过脉冲激光或通过无源光学腔来产生脉冲序列。

  “有些激光器可以直接生成一个脉冲序列。有些激光器可以直接生成一个非常高能的脉冲序列，但是即使在没有外部干扰的情况下，两个连续脉冲之间的延迟也会发生变化。”布鲁塞尔理工大学。

  另一种解决方案是基于例如使用光纤制成的无源光学谐振器。当在其输入端注入连续激光束时，它允许生成无限传播的脉冲，即腔孤子。与脉冲激光器不同，在没有任何外部干扰的情况下，最终列车的周期是固定的。不幸的是，它的能量是有限的。

  因此，每个平台都有其优点和缺点。但是，对于某些应用（例如LiDAR），必须具有既高能又超稳定的脉冲序列。

  由ULB OPERA-光子学实验室进行的近期研究（发表在《自然光子学》杂志上）显示了新的超稳定，高功率腔孤子的存在：有源腔孤子。

  “这些孤子出现在一个注入信号的谐振器中，该谐振器中有一个设计精巧的放大部分。该部分的目的是补偿每次往返中波（孤子）遭受的某些损耗。如果放大率太高，另一方面，如果放大倍数大于损耗，则会产生激光发射，由于这种对损耗的部分补偿，因此有可能提取出大部分的孤子。孤子的能量（超过30％！）而不会损害其存在，”尼古拉斯·恩格伯特指出。

  此外，由于选择了放大部分以使不会发生激射，因此脉冲序列继承了无源谐振器的稳定性能。有源腔孤子从而结合的优点脉冲通过脉冲激光器和无源谐振器生成的列车。