Quantum Limits to Timing Jitter in Femtosecond Lasers
飞秒激光器定时抖动的量子限制
基本信息
- 批准号:0900901
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-07-01 至 2012-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
"This award is funded under the American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (Public Law 111-5)."The objective of this proposal is to explore the fundamental limits for timing jitter in femtosecond (fs) lasers and develop a new technology for optical clock and microwave generation using compact diode-pumped Cr:Colquiriite lasers producing 10-100 fs pulses with ultralow timing jitter approaching the quantum limit. The proposed research builds upon our recent achievements in diode-pumped Cr:Colquiriite lasers and attosecond timing jitter detection and control. The proposed program consists of the following aims: 1. Modelling timing jitter in mode-locked lasers operating in the soliton pulse shaping regime. 2. Attosecond timing jitter characterization using balanced nonlinear optical cross correlation. 3. Extraction of low noise microwave signals and its characterization. 4. Development of Cr:Colquiriite lasers with repetition rates ranging from 100 MHz to 20 GHz. Intellectual Merit: The proposed research will make important contributions to the fundamental understanding of fs lasers and develop new methods to achieve ultrahigh stability microwave generation. These studies represent a critical step toward developing the next generation of ultrahigh speed signal processing techniques integrating optics and electronics. Broader Impact: Low-cost, high-power, compact and portable fs lasers are critical for many scientific and technological applications. The ultralow timing jitter which can be achieve using optical pulse trains from modelocked lasers makes them very attractive for applications such as fs precision timing distribution and synchronization of large scale accelerator facilities, low phase noise microwave generation, arbitrary waveform generation, high-speed, high-resolution optical sampling and analog-to-digital conversion.
“该奖项是根据 2009 年美国复苏和再投资法案(公法 111-5)提供资金的。”该提案的目的是探索飞秒 (fs) 激光器定时抖动的基本限制,并开发一种用于光学的新技术。使用紧凑型二极管泵浦 Cr:Colquiriite 激光器产生时钟和微波,产生 10-100 fs 脉冲,具有接近量子极限的超低定时抖动。拟议的研究建立在我们最近在二极管泵浦 Cr:Colquiriite 激光器和阿秒定时抖动检测和控制方面取得的成就的基础上。拟议的计划包括以下目标: 1. 对在孤子脉冲整形状态下运行的锁模激光器中的定时抖动进行建模。 2. 使用平衡非线性光学互相关来表征阿秒定时抖动。 3.低噪声微波信号的提取及其表征。 4. 开发重复频率范围为100 MHz至20 GHz的Cr:Colquiriite激光器。智力价值:所提出的研究将为飞秒激光器的基本理解做出重要贡献,并开发实现超高稳定性微波产生的新方法。这些研究代表了开发下一代集成光学和电子学的超高速信号处理技术的关键一步。更广泛的影响:低成本、高功率、紧凑和便携式飞秒激光器对于许多科学和技术应用至关重要。使用锁模激光器的光脉冲序列可以实现超低定时抖动,这使得它们对于大型加速器设施的 fs 精密定时分配和同步、低相位噪声微波生成、任意波形生成、高速、高性能等应用非常有吸引力。 -分辨率光学采样和模数转换。
项目成果
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