광빗을 이용한 광주파수의 생성 및 대기전송

Abstract

펨토초 레이저는 RF 주파수 표준에 직접 안정화 가능한 우수한 광원이며, 광주파수 발생기는 안정화 된 펨토초 레이저의 높은 주파수 정확도, 안정도 및 좁은 선폭을 단색광 광원으로 사용가능케 하는 유용한 기술이다. 본 논문에서는 광주파수 발생기의 우수한 주파수 특성을 엄밀히 검증하여, 주파수 전송 시스템에 광원으로 적용가능성을 평가하였다. 결과적으로, 광주파수 발생기의 주파수 안정도는 10초에 $10^{-12}$ 수준으로 확인 되었으며, 이때 선폭은 2 mHz였다. 이러한 OFG의 우수한 특성은 주파수 전송 시스템의 광원으로 효과적이다. 주파수 전송은 시간/주파수 표준의 보급에 있어서 핵심적인 기술이다. 현재 개발 된 광 시계 중 가장 우수한 것은 $10^{-18}$ 수준의 주파수 안정도를 가져, 시간/주파수 표준인 원자 시계를 능가하였지만, 시스템의 복잡성과 높은 수준의 환경 제어가 요구되어 보급의 문제로 원자 시계를 대체하지 못하였다. 이러한 제한을 극복하기 위해서 전송시 성능저하 없이 주파수를 적송하는 새로운 기술이 요구된다. 실제 주파수 전송 중에는 위상/주파수 잡음에 의하여 전송되는 주파수의 성능 저하가 발생하며, 이러한 잡음은 주파수의 천이 및 요동을 발생시킨다. 광주파수 발생기는 주파수 표준에 소급하는 특성을 이용하여 좁은 선폭의 광 주파수를 생성할 수 있으며, 이를 통해 제안된 주파수 전송 시스템은 잡음에 의한 외란을 성공적으로 보상하여 정확한 주파수 전송이 가능함을 확인하였다. 또한 전송된 주파수의 알란 편차는 10-15 수준임이 확인되었다.