Systèmes de synchronisation temporelle de précision inférieure à la femtoseconde

Ming Xin, Kemal Şafak, Michael Y. Peng, Patricia T. Callahan, Aram Kalaydzhyan, Wenting Wang, Katia Shtyrkova, Qing Zhang, Shih-Hsuan Chia, Briana Jones, Todd Hawthorne, Philip Battle, Oliver D. Mücke, Tony Roberts, Franz X. Kärtner

Abstrait

Nous présentons un système de synchronisation temporelle capable de synchroniser des signaux optiques et micro-ondes avec une précision attoseconde sur des distances kilométriques. Grâce à cette technique, les installations de nouvelle génération en sciences photoniques, telles que les lasers à électrons libres à rayons X et les lignes de faisceau laser intenses, pourront observer la dynamique ultrarapide des atomes, des molécules et de la matière condensée se déroulant à l'échelle de l'attoseconde. Nous abordons certaines technologies clés, notamment la caractérisation de la gigue du laser maître, la synchronisation laser locale monochrome, la synchronisation laser à distance bicolore, et analysons les contributions du bruit technique au système. Un réseau laser-micro-ondes de 4,7 km, avec une gigue temporelle de 950 attosecondes, a été réalisé sur plusieurs dizaines d'heures de fonctionnement continu. Enfin, un corrélateur croisé optique équilibré intégré est présenté. À puissance d'entrée égale, la puissance opérationnelle requise pour chaque liaison temporelle est considérablement réduite.