JP2020521162A - 光周波数コムオフセット周波数の量子干渉検出 - Google Patents
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Abstract
周波数コムのオフセット周波数を決定するための方法が提示される。方法は、時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームを生成するステップと、材料における入射点に光ビームを向けるステップと、光ビームによって生じる材料における光電流の振動を検出するステップとを含む。注目すべきは、光ビームは、第1の周波数及び第2の周波数で伝播する光を含む光帯域幅を有し、第1の周波数は、第2の周波数より小さく、第2の周波数の第1の周波数に対する比はn:mであり、n=m+iであり、mは1より大きい整数であり、n及びiは正の整数である。加えて、材料はバンドギャップを有し、バンドギャップは第1の周波数のn倍以下である。
Description
本政府の条項
本発明は、NAVY−SPAWARによって授与された助成金番号N6601−15−4050及びDOD/DARPAによって授与された助成金番号HR0011516448の下で政府の支援でなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。
本発明は、NAVY−SPAWARによって授与された助成金番号N6601−15−4050及びDOD/DARPAによって授与された助成金番号HR0011516448の下で政府の支援でなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。
関連出願への相互参照
本出願は、2017年5月12日に出願された米国仮出願第62/505,285号の利益を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2017年5月12日に出願された米国仮出願第62/505,285号の利益を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、光周波数コムのオフセット周波数を決定するための改善された方法に関する。
光周波数コムは、一連の技術に重大且つ継続的な影響を与えてきた。これらは、任意の大きい周波数差によって分離された光信号をコヒーレントにリンクし、光周波数を無線周波数にリンクする機能を提供する。元来は、コムを刺激するものは、光周波数計測における応用、即ち、光の周波数の絶対測定、及び光原子時計の開発の逆問題に起因する。しかし、これらの用途は着実に拡大している。これらは、従来の方法及びコヒーレント通信より高速且つ小型のパッケージで高解像度を実現することができるデュアルコム分光法の開発を含む。
コムオフセット周波数の安定化及び制御は、モード同期レーザー周波数コムにとって不可欠である。そのオフセット周波数を測定する最も一般的な方式は、f−2f自己参照である。これの1つの実装は、半導体のギャップを横切る同時の1光子及び2光子吸収から生じる光電流の量子干渉制御(QuIC)を検出することである。このQuIC自己参照方式は、Ti:サファイアレーザー周波数コムのキャリアエンベロープ位相の測定及び安定化に使用されている。しかし、この方式及び他の全てのf−2f方式は、少なくとも1オクターブ(即ち、周波数において2倍)に亘るスペクトルを要求する。
このセクションは、必ずしも先行技術ではない本開示に関連する背景情報を提供する。
このセクションは、本開示の一般的な要約を提供し、その全範囲又はその特徴の全ての包括的な開示ではない。
周波数コムのオフセット周波数を決定するための方法が提示される。方法は、時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームを生成するステップであって、光ビームが、第1の周波数及び第2の周波数で伝播する光を含む光帯域幅を有して、第1の周波数が第2の周波数より小さく、第2の周波数の第1の周波数に対する比がn:mであり、n=m+iであり、mが1より大きい整数であり、n及びiは正の整数である、ステップと、光ビームを材料における入射点に向けるステップであって、材料がバンドギャップを有し、バンドギャップが第1の周波数のn倍以下である、ステップと、光ビームによって生じる材料における光電流の振動を検出するステップとを含む。
一実施形態においては、第2の周波数の第1の周波数に対する比はn:mであり、n=m+1であり、mは1より大きい整数であり、nは正の整数である。より具体的には、第2の周波数の第1の周波数に対する比は3:2であってもよい。
光ビームの波形は、時間領域における一連の光パルスによって画定される。
第1の光ビームは、モード同期レーザーを使用して生成されてもよい。
光ビームの繰り返し率は、10メガヘルツ〜10ギガヘルツの範囲内にあってもよい。
材料は、半導体又は絶縁体のうちの一方として更に画定される。
場合によっては、材料は、第1の周波数の2倍より大きく、第1の周波数の3倍より小さいバンドギャップを有する。
光電流の振動は、例えば材料の表面に配置された電極を使用して、光電流の振動の周波数を測定することによって検出されてもよい。
幾つかの実施形態においては、光電流の振動は、材料を通る光の伝播方向に対して横方向に流れる。材料は、光ビームが材料の対称軸に沿って伝播しないように配置される。
他の実施形態においては、光電流の振動は、材料を通る光の伝播方向に平行に流れる。
適用可能性の更なる領域が、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。この概要における説明及び特定の例は、説明の目的のみが意図され、本開示の範囲を限定することが意図されない。
本明細書で説明される図面は、選択された実施形態の説明目的のみのためであり、全ての可能な実装ではなく、本開示の範囲を限定することが意図されない。
対応する参照番号は、図面の幾つかの表示を通して対応する部分を示す。
ここで、添付の図面を参照して例示的な実施形態がより詳細に説明される。
背景として、周波数コムのオフセット周波数の決定は、注入された光電流の量子干渉制御(QuIC)を使用して達成されることができる。このアプローチにおいては、図1に見られるように、1光子及び2光子吸収によって、半導体の伝導帯において同時に光キャリアが生成される。これら2つの経路の量子干渉は、電子の運動量と光の相対位相との両方に依存する。正味の効果は、位相依存性の光電流に相当する、運動量空間における電子分布の位相依存性の不均衡である。光電流は、バイアスがなくても存在し、この結果、それは、QuICプロセスによって直接注入される。具体的には、オクターブ広がりパルスの電流注入率は次式で表される。
Ef(E2f)は周波数f(2f)の光の電界であり、φCEはパルスのキャリアエンベロープ位相である。キャリアエンベロープ位相が発展するパルス列の場合、電流は対応するコムのオフセット周波数で発振する。
Ef(E2f)は周波数f(2f)の光の電界であり、φCEはパルスのキャリアエンベロープ位相である。キャリアエンベロープ位相が発展するパルス列の場合、電流は対応するコムのオフセット周波数で発振する。
本開示においては、コムオフセット周波数を測定するために、新しい2光子−3光子(2p−3p)自己参照QuIC方式が提案される。これは、2光子及び3光子吸収プロセスの量子干渉によって誘導される光電流に基づく。この方式の利点の1つは、要求される帯域幅が光学2f−3f自己参照と同様に減少することである。その上、2fの光の強いバンドギャップより大きい1光子吸収に起因して2つの場の吸収長が一致しない、1光子−2光子QuIC方式とは対照的に、2p−3pQuICにおいては、fと3/2fとの両方の場の吸収長は、両方の光場の光子エネルギーがバンドギャップエネルギーより小さいので、数十ミクロンより大きい。この結果、1光子吸収が大幅に抑制され、導波路を使用する集積デバイスの設計を可能にする。
図2は、周波数コムのオフセット周波数を決定するためのこの提案された方法を更に示す。時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームが、21で生成される。一実施形態においては、光ビームの波形は、時間領域において一連の光パルスによって画定される。パルスの繰り返し率は、好ましくは10メガヘルツ〜10ギガヘルツの範囲内にある。注目すべきは、光ビームは、第1の周波数で伝播する光及び第2の周波数で伝播する光を含むように、充分に大きい光帯域幅を有し、第1の周波数は第2の周波数より小さい。
一般的には、第2の周波数の第1の周波数に対する比はn:mであり、n=m+iであり、mは1より大きい整数であり、n及びiは正の整数である。一実施形態においては、第2の周波数の第1の周波数に対する比はn:mにすることができ、n=m+1であり、mは1より大きい整数であり、nは正の整数である。別の実施形態においては、第2の周波数の第1の周波数に対する比は実質的に3:2(又は1.5)である。例えば、光ビームは1040nm及び1560nmの光を含んでもよい。これらの値は単なる例示であり、限定することが意図されない。他の比率が、一般的な規則内で企図される。
22で示されるように、光ビームはサンプルに向けられる(及び入射する)。サンプルは、バンドギャップを有する材料から構成され、バンドギャップは、第1の周波数のn倍以下である。より具体的には、材料のバンドギャップは、好ましくは、第1の周波数の2倍より大きく、第1の周波数の3倍より小さい。第1の周波数が1040nmの波長を有する光に対応する場合、サンプルは、1.912eV(648.4nm)のバンドギャップを有するヒ化アルミニウムガリウムから構成されてもよい。すなわち、バンドギャップは第1の周波数の3倍以下である。再び、これらの値は単なる例示であり、限定することが意図されない。用途に応じて、半導体及び絶縁体を含む、様々な種類の材料が使用されてもよいことが理解される。
光ビームは、サンプルにおいて光電流を生じる。光電流の振動は23で検出される。様々な検出方法が、本開示によって企図される。例えば、光電流の振動の周波数は、サンプルの表面に配置された電極を使用して電気的に測定されてもよい。
別の例においては、光電流によって生じる放射線が検出され、振動の周波数の指標を提供してもよい。量子干渉プロセスによる電流の注入は、材料における電子の急速な加速に相当する。電磁理論の基本的な結果は、加速電荷(ここでは電子)が電磁波を放射することである。この結果、量子干渉による電流の注入が、電磁波の放射をもたらす。これらの波の周波数は、電流が加速する時間スケールによって決定される。単一パルスの場合、この時間スケールはサブピコ秒である。検出される放射線は、テラヘルツ周波数であるが、非常に広い帯域幅を有する。しかし、多くのパルスの累積効果(又は波形の繰り返し)は、放射された電磁波の成分をコムオフセット周波数及びその整数倍に高めることである。何れの場合であっても、振動の周波数は、光の励起ビームによって示される周波数コムのオフセット周波数に対応する。
図3は、光の励起ビームによって示される周波数コムのオフセット周波数を決定するためのシステム30を描写する。システム30は、一般的に、周波数コム光源31、サンプル32、及び検出器33から構成される。関連する構成要素のみが図3に関連して議論されるが、他の構成要素がシステム全体を実装するために必要であってもよいことが理解されるべきである。
例示的な実施形態においては、周波数コム光源31は、非線形光学ループミラーモード同期機構を使用するファイバーベースのフェムト秒レーザー源である。例示的なフェムト秒レーザー源に関する更なる詳細のために、Menlo Systemsから市販されているC−Fiberフェムト秒ファイバーレーザーが参照されてもよい。光源及び変調器の他の配置が、周波数コム光源を実装するために使用されてもよく、本開示の範囲内に含まれることが容易に理解される。
周波数コム光源31によって生成された光ビームは、サンプルにおける入射点に向けられる。図4A〜図4Dに示されるように、様々な導波管配置が使用されてもよい。これらの例においては、入射点41は、細長い導波路40の一端にある。導波路40は、ヒ化ガリウムの層の上に支持されたヒ化アルミニウムガリウムの層から構成される。図4A及び図4Bにおいては、レール42は、ヒ化アルミニウムガリウムの最上層から一体に形成され、導波路の上面から上方に突出する。図4Aにおいては、2つの電極43が導波管40の上面に形成され、一方、図4Bにおいては、2対の電極が導波管の上面に形成される。図4C及び図4Dにおいては、レール42は、ヒ化ガリウムの層の上に堆積されたヒ化アルミニウムガリウムの複数の層によって形成される。図4Cにおいては、2つの電極43がヒ化ガリウムの層の露出された上面に形成され、一方、図4Dにおいては、2対の電極がヒ化ガリウムの層の露出された上面に形成される。電極の他の配置が、本開示によって企図される。
動作中に、それに入射する光は、導波路の一端から導波路の他端にレール42の方向に伝播する。光によって生じる光電流は、2つの隣接する電極43の間を流れる。即ち、光電流は、サンプルを通る光の伝播方向を横切って流れる。光電流の振動を検出するために、検出器33が電極43に電気的に結合される。一実施形態においては、検出器33は、ロックイン増幅器である。
図4Eは、光電流がサンプルを通る光の伝播方向を横切って流れる別の配置である。この例においては、電極43は材料の上面に配置され、光44は表面の上から入射する。特に、光44は、材料の表面に配置された2つの電極43の間に入射する。材料は、017で説明された特性を有する均一なバルクサンプルであってもよく、又はそれは、図4Eに示されるように特性が調整された層を有してもよい。光電流は電極間を流れ、この結果、サンプルにおける光の下向きの伝搬方向を横切る。光電流の振動を検出するために、検出器33が電極43に電気的に結合される。
図5は、光電流がサンプルを通る光の伝播方向に平行に流れる変形である。入射光の電場ベクトル(偏極)は、常に伝搬方向を横切る。偏極が材料の対称軸に沿う場合には、誘導電流は偏極と平行に流れ、これ故に伝播方向を横切るように流れる。しかし、偏極方向が対称軸に平行でない場合には、電流の流れは、必ずしも対称軸に平行であるとは限らず、伝播方向に成分を有することができる。最適な方向は、偏極が3つの対称軸に対して45度に配向される場合であるが、対称軸に沿ったアライメントからの逸脱の場合には、ある程度の平行電流が生じる。光は常に表面に入射するので、これらの条件を達成する最も一般的な方法は、結晶の切断、即ち、表面が結晶格子に対してどのように配向されるかである。最適なケースは「111」切断として知られる。
この例においては、光ビームはサンプルの上面に入射する。サンプル材料が、光ビームが材料の対称軸又は平面に沿って伝播しないように配置される場合には、結果として生じる光電流は、光の伝播方向に平行に流れる。即ち、光電流は上から下に流れる。同様に、電極43は、サンプル材料の上及びサンプル材料の下に配置される。これらは、提案されたシステムにおいて使用されてもよい幾つかの例示的な配置にすぎない。
図6は、実験構成を描写する。レーザーシステムは、Menlo Systemsから市販されているカスタムC−Fiberレーザーシステムである。レーザーは、異なる波長(一方(400mW)は1560nmを中心とし、他方(740mW)は、1040nmを中心する)で2つのフェムト秒パルス列を出力する。パルス期間は両方のビームともに約70fsであり、繰り返し率は250MHzである。レーザーコムのオフセット周波数は、1040nmビームの周波数がBBO結晶で2倍にされ、1560nmビームがPPLN結晶(PPLNは2次高調波生成のために設計されるが、それはまた弱い3次高調波を生成する)で3倍にされる、2f−3f自己参照干渉計で生成されたヘテロダインビートノートを使用して、光学的に測定された。2f−3fビートノートの線幅は約400KHzである。フィードフォワード手法が、より狭い線幅を有するオフセット周波数を再設定するために使用される。フィードフォワード設定によってまた、オフセット周波数を制御することを可能にする。
そして、光は、約10μmによって離間された2つの金電極の間のAlGaAsデバイス上に集束される。両方の場の偏極が、[010]結晶軸に沿って配向される。電流は、電極によって[010]方向において検出される。このデバイスは、GaAs基板にエピタキシャル成長したAlGaAsから作られる。AlGaAsのバンドギャップは700nm未満の波長にあり、それによって、1040nmの線形吸収及び1560nmの2光子吸収を抑制する。光電流は、1040nmビームの2光子吸収と1560nmビームの3光子吸収との間の量子干渉によってAlGaAsに注入される。
図7Aは、3つの異なる条件(1560nmビームの遮断、1040nmビームの遮断、及び1040nmビームと1560nmビームとの両方の遮断なし)の場合のAlGaAsにおける誘導光電流の周波数スペクトルを示す。半導体におけるQuIC信号は、電圧源ではなく電流源として作用し、観測された光電流信号は2nAであり、30KHz帯域幅において信号対雑音比は15dBである。ロックイン検出を使用して測定された同じ信号は、0.3mV(150kΩ負荷抵抗を使用)より大きく、1040nm及び1560nmにおける平均電力(スポットサイズ)はそれぞれ、7mW(4.11±0.4μm、FWHM)であり、30mW(3.16±0.3μm、FWHM)である。操作されることができる追加の自由度は、フィードフォワード設定によって制御されるCEO周波数である。CEO周波数を2kHzから60kHzに変えることによって、スペクトルにおけるビートノートの変化が観察されることができる。
要約すると、干渉する2光子及び3光子吸収プロセスに起因する注入光電流の量子干渉制御がAlGaAsにおいて検出された。このQuIC光電流を使用して、ファイバーレーザー周波数コムのキャリアオフセット周波数が測定された。要求される帯域幅が減少するので、この方式は有望であり、集積構造における導波路検出は、コムオフセットのためのよりコンパクトなデバイスにつながる。この技術は、直接オンチップのデジタル光シンセサイザーを実装するために使用されてもよいことが想定される。
実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のために提供されている。それは、網羅的であること、又は本開示を制限することが意図されない。特定の実施形態の個々の要素又は機構は、一般的にその特定の実施形態に限定されず、適用可能な場合には、具体的に示されず、又は説明されない場合であっても、交換可能であり、選択された実施形態において使用されることができる。同じことがまた多くの点において変形されてもよい。このような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではなく、このような全ての変更は本開示の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態のみを説明する目的のためであり、限定することが意図されない。本明細書で使用されるように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈からさもなければ明確に示されない限り、複数形をまた含むことを意図されてもよい。「comprise(備える)」、「comprising(備える)」、「including(含む)」、及び「having(有する)」という用語は包括的であり、従って、記載された機構、整数、ステップ、操作、要素、及び/又は構成要素の存在を特定し、1つ以上の他の機構、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、及び/若しくはそれらの群の存在又は追加を除外しない。本明細書で説明される方法のステップ、プロセス、及び操作は、具体的に実行の順序として特定されない限り、それらの実行を、議論され、又は示された特定の順序で必ず要求するものとして解釈されるべきではない。追加又は代替のステップが使用されてもよいことがまた理解されるべきである。
要素又は層が別の要素又は層に「ある」、「係合される」、「接続される」、又は「結合される」として言及される場合に、それは直接他の要素若しくは層にあり、係合され、接続され、若しくは結合されてもよく、又は介在する要素若しくは層が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素又は層に「直接ある」、「直接係合される」、「直接接続される」、若しくは「直接結合される」として言及される場合に、介在する要素又は層は存在しなくてもよい。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈される必要がある(例えば、「間に」対「直接間に」、「隣接」対「直接隣接」、等)。本明細書で使用されるように、「及び/又は」という用語は、1つ以上の列挙された関連項目の任意の組合せ及び全ての組合せを含む。
第1、第2、第3、等の用語が、様々な要素、構成要素、領域、層、及び/又は区分を説明するために本明細書で使用されるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び/又は区分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、1つの要素、構成要素、領域、層、又は区分を別の領域、層、又は区分から区別するためにのみ使用されてもよい。本明細書で使用される場合の「第1」、「第2」のような用語、及び他の数値用語は、文脈によって明確に示されない限り、順番又は順序を意味しない。この結果、以下で議論される第1の要素、構成要素、領域、層、又は区分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第2の要素、構成要素、領域、層、又は区分と称されることができる。
「内側」、「外側」、「下方」、「下」、「下側」、「上」、「上側」、等のような空間的に相対的な用語は、説明を容易にするために本明細書で使用されて、図に示されるように、1つの要素又は機構と別の要素又は機能との関係を説明してもよい。空間的に相対的な用語は、図に描写される配向に加えて、使用中又は操作中のデバイスの様々な配向を包含することが意図されてもよい。そして、例えば、図のデバイスが裏返された場合には、他の要素又は機構の「下」又は「下方」として説明された要素が、他の要素又は機構の「上」に配向される。この結果、「下」という例示的な用語は、上と下との両方の配向を包含する。デバイスは、別の状態に配向(90度又は他の配向に回転)されてもよく、それに応じて本明細書で使用される空間的に相対的な記述語が解釈されてもよい。
Claims (39)
- 周波数コムのオフセット周波数を決定するための方法であって、
時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームを生成するステップであって、前記光ビームは、第1の周波数及び第2の周波数で伝播する光を含む光帯域幅を有し、前記第1の周波数は、前記第2の周波数より小さく、前記第2の周波数の前記第1の周波数に対する比は3:2である、ステップと、
材料における入射点に前記光ビームを向けるステップであって、前記材料はバンドギャップを有し、前記バンドギャップは前記第1の周波数の3倍以下である、ステップと、
前記光ビームによって生じる前記材料における光電流の振動を検出するステップと
を含む方法。 - 前記光ビームのための前記波形は、前記時間領域における一連の光パルスによって画定される、請求項1に記載の方法。
- モード同期レーザーを使用して第1の光ビームを生成するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記光ビームの繰り返し率は、10メガヘルツ〜10ギガヘルツの範囲内にある、請求項1に記載の方法。
- 前記材料は、半導体又は絶縁体のうちの一方として更に画定される、請求項1に記載の方法。
- 前記材料は、前記第1の周波数の2倍より大きく、前記第1の周波数の3倍より小さいバンドギャップを有する、請求項1に記載の方法。
- 光電流の振動を、前記光電流の振動の周波数を測定することによって検出するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記光電流の振動を、前記材料の表面に配置された電極を使用して検出するステップを更に含む、請求項7に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に対して横方向に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記光電流の振動を検出するステップは、前記光ビームが前記材料の対称軸に沿って伝播しないように前記材料を更に配置する、請求項1に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に平行に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームにおける前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を増幅するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームから前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を除去するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 周波数コムのオフセット周波数を決定するための方法であって、
時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームを生成するステップであって、前記光ビームは、第1の周波数及び第2の周波数で伝播する光を含む光帯域幅を有して、前記第1の周波数は、前記第2の周波数より小さく、前記第2の周波数の前記第1の周波数に対する比はn:mであり、n=m+1であり、mは1より大きい整数であり、nは正の整数である、ステップと、
材料における入射点に前記光ビームを向けるステップであって、前記材料はバンドギャップを有し、前記バンドギャップは前記第1の周波数のn倍以下である、ステップと、
前記光ビームによって生じる前記材料における光電流の振動を検出するステップと
を含む方法。 - 前記光ビームのための前記波形は、前記時間領域における一連の光パルスによって画定される、請求項14に記載の方法。
- モード同期レーザーを使用して第1の光ビームを生成するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記光ビームの繰り返し率は、10メガヘルツ〜10ギガヘルツの範囲内にある、請求項14に記載の方法。
- 前記材料は、半導体又は絶縁体のうちの一方として更に画定される、請求項14に記載の方法。
- 前記材料は、前記第1の周波数のn倍より大きく、前記第1の周波数のm倍より小さいバンドギャップを有する、請求項14に記載の方法。
- 光電流の振動を、前記光電流の振動の周波数を測定することによって検出するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記光電流の振動を、前記材料の表面に配置された電極を使用して検出するステップを更に含む、請求項20に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に対して横方向に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記光電流の振動を検出するステップは、前記光ビームが前記材料の対称軸に沿って伝播しないように前記材料を更に配置する、請求項14に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に平行に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームにおける前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を増幅するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームから前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を除去するステップを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 周波数コムのオフセット周波数を決定するための方法であって、
時間領域において規則的に繰り返され、周波数領域において周波数コムを示す波形を有する光ビームを生成するステップであって、前記光ビームは、第1の周波数及び第2の周波数で伝播する光を含む光帯域幅を有して、前記第1の周波数は、前記第2の周波数より小さく、前記第2の周波数の前記第1の周波数に対する比はn:mであり、n=m+iであり、mは1より大きい整数であり、n及びiは正の整数である、ステップと、
材料における入射点に前記光ビームを向けるステップであって、前記材料はバンドギャップを有し、前記バンドギャップは前記第1の周波数のn倍以下である、ステップと、
前記光ビームによって生じる前記材料における光電流の振動を検出するステップと
を含む方法。 - 前記光ビームのための前記波形は、前記時間領域における一連の光パルスによって画定される、請求項27に記載の方法。
- モード同期レーザーを使用して第1の光ビームを生成するステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
- 前記光ビームの繰り返し率は、10メガヘルツ〜10ギガヘルツの範囲内にある、請求項27に記載の方法。
- 前記材料は、半導体又は絶縁体のうちの一方として更に画定される、請求項27に記載の方法。
- 前記材料は、前記第1の周波数のn倍より大きく、前記第1の周波数のm倍より小さいバンドギャップを有する、請求項27に記載の方法。
- 光電流の振動を、前記光電流の振動の周波数を測定することによって検出するステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
- 前記光電流の振動を、前記材料の表面に配置された電極を使用して検出するステップを更に含む、請求項33に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に対して横方向に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
- 前記光電流の振動を検出するステップは、前記光ビームが前記材料の対称軸に沿って伝播しないように前記材料を更に配置する、請求項27に記載の方法。
- 前記材料を通る光の伝播方向に平行に流れる光電流の振動を検出するステップを更に含む、請求項36に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームにおける前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を増幅するステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
- 前記光ビームが前記材料に入射する前に、前記光ビームから前記第1の周波数の光及び前記第2の周波数の光のうちの少なくとも一方を除去するステップを更に含む、請求項27に記載の方法。
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