首款可实时测量光电场的光示波器

美国科学家在最新一期《自然·光子学》 杂志上撰文指出， 他们开发出世界上第一台光学示波器——一种能够测量光电场的仪器。 该设备能将光振荡转换为电信号， 就像医院监视器将患者的心跳转换为电振荡一样。 这款先进的新设备有望提升光纤通信的效率。

迄今为止， 由于光波会高速振荡， 读取光的电场一直是科学家们面临的一大挑战。 现有最先进的技术可以测量覆盖电磁频谱无线射频和微波波段的高达千兆赫兹频率的电场。

由于光波能以更高的速率振荡， 所以可以传输更高密度的信息。 然而， 目前用于测量光场的工具只能解析与光脉冲相关的平均信号， 而不能解析脉冲内的峰值和谷值。 但是， 测量单个脉冲内的峰值和谷值非常重要， 因为正是在这个阶段， 信息才能被打包和传递。

为了更好地测量光脉冲的峰值和谷值， 研究负责人之一、 中佛罗里达大学的物理学副教授迈克尔·奇尼提出了单激发波形测量方案。 随后， 研究团队开发了全球首款光示波器， 并在实验室展示了其实时测量单个激光脉冲电场的能力。

奇尼解释说： “光纤通信利用光提高了数据传输速度， 但我们仍然受限于示波器的速度， 最新研制出来的光示波器速度提高约1 万倍。 接下来， 我们计划进一步地完善该技术， 使其达到最优化。”