FMCW-LiDAR的连续绝热变频

作者

亚历山大·姆罗孔,约翰娜·厄勒 & 英戈·布鲁尼格

摘要

激光频率的连续调谐是各种应用的基础，从基础科学研究到工业环境。这些应用包括引力波的探测、精确光学时钟的开发、用于健康和生态目的的环境监测以及距离测量技术等努力。然而，要实现超过 100 GHz 的宽调谐范围以及亚微秒级的调谐时间、调谐的固有线性度以及超过 10 m 的相干长度，面临着重大挑战。在这里，我们证明了利用由铌酸锂制成的高Q值微谐振器的电光驱动绝热变频器具有将任意电压信号转换为时间分辨率低于1 μs的频率啁啾的能力。频率的时间演化与施加的电压信号密切相关。我们已经实现了产生 200 ns 长频率的线性调频，与完美线性度的偏差小于 1%，而无需采取补充措施。决定系数为。此外，发射光的相干长度超过20 m。为了验证这些发现，我们对调频连续波 LiDAR 采用了线性频率扫描，覆盖了 0.5 到 10 m 的距离。利用所展示的纳秒级调谐能力，以及将基于铌酸锂的谐振器的特征频率调谐几百GHz的潜力，我们的结果表明，电光驱动的绝热变频器可用于需要超快和灵活的连续频率调谐的应用，其特点是固有的线性度和相当大的相干长度。