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低噪聲微波信號在許多應用中至關重要，例如高速電信和超快速數據處理。通常，此類信號是使用不適合戶外應用的笨重且細膩的微波振蕩器產生的。但是最近，物理學家一直在探索一種可能的替代方法：使用光學微諧振器頻率梳產生高質量的微波。

依靠激光場的高光學頻率和光譜純度，光學微諧振器可以緊湊高效的方式產生低噪聲的微波。但是，微諧振器通常只能產生頻率可調性非常有限的微波。原因是微波頻率取決于諧振器的尺寸，而諧振器的尺寸本身并不是高度可調的。

EPFL的Tobias Kippenberg實驗室，都柏林三一學院(TCD)和都柏林城市大學(DCU)的研究人員發(fā)表在《科學進展》上，現已開發(fā)出一種利用單個光學微諧振器生成可變低噪聲微波的新穎技術。

該方法將微諧振器頻率梳注入緊湊型激光器，該激光器的強度由現成的微波振蕩器進行調制。通過迫使調制頻率緊緊跟隨微諧振器頻率梳產生的微波的次諧波頻率，研究小組成功地產生了新的微波，其頻率可以發(fā)生很大的變化。

另外，新產生的微波顯示出的相位噪聲水平比微諧振器頻率梳狀振蕩器和現成的微波振蕩器低得多。這種稱為分頻的機制用于將光信號的頻率純度傳遞到微波域中。

所開發(fā)的技術可以實現不同微波信號之間的光譜純度傳遞?！皞鹘y(tǒng)上，以可變方式執(zhí)行完美的微波分頻并非易事，”領導這項研究的翁勒博士解釋說。“由于TCD和DCU的同事開發(fā)了快速調制的半導體激光器，現在我們可以使用低成本的光電探測器和適度的控制系統(tǒng)來實現這一目標?！?半導體激光器還產生具有更致密的光譜發(fā)射的次級頻率梳，該次級頻率梳可在許多光譜應用中使用。

概念驗證實驗設置中的關鍵組件(包括微諧振器和半導體激光器)是離散的，并與長纖維相連。該團隊現在正在致力于集成和高級包裝該設備。由于具有微型化和批量生產的能力，可變的微波振蕩器和頻率梳狀發(fā)生器可以為便攜式低噪聲微波和頻率梳狀源的當前激增的市場帶來革命。