Los peines de frecuencia de Kerr (también conocidos como peines de frecuencia de microrresonador ) son peines de frecuencia óptica que se generan a partir de un láser de bomba de onda continua por la no linealidad de Kerr . Esta conversión coherente del láser de bombeo en un peine de frecuencia tiene lugar dentro de un resonador óptico que normalmente tiene un tamaño de micrómetro a milímetro y, por lo tanto, se denomina microrresonador . La generación coherente del peine de frecuencia a partir de un láser de onda continua con la no linealidad óptica como ganancia distingue a los peines de frecuencia de Kerr de los peines de frecuencia óptica más comunes en la actualidad. Estos peines de frecuencia son generados por láseres de modo bloqueadodonde la ganancia dominante proviene de un medio de ganancia láser convencional, que se bombea de forma incoherente. Debido a que los peines de frecuencia de Kerr solo se basan en las propiedades no lineales del medio dentro del microrresonador y no requieren un medio de ganancia de láser de banda ancha, en principio se pueden generar peines de frecuencia de Kerr anchos alrededor de cualquier frecuencia de bombeo.
Si bien el principio de los peines de frecuencia de Kerr es aplicable a cualquier tipo de resonador óptico, el requisito para la generación de peines de frecuencia de Kerr es una intensidad de campo láser de bombeo por encima del umbral paramétrico del proceso no lineal. Este requisito es más fácil de cumplir dentro de un microrresonador debido a las posibles pérdidas muy bajas dentro de los microrresonadores (y los correspondientes factores de alta calidad ) y debido a los pequeños volúmenes de modo de los microrresonadores . Estas dos características combinadas dan como resultado una gran mejora del campo del láser de bombeo dentro del microrresonador que permite la generación de peines de frecuencia Kerr amplios para potencias razonables del láser de bombeo.
Una propiedad importante de los peines de frecuencia de Kerr, que es una consecuencia directa de las pequeñas dimensiones de los microrresonadores y sus grandes rangos espectrales libres (FSR) resultantes , es la gran separación de modos de los peines de frecuencia típicos de Kerr. Para los láseres de modo bloqueado, este espaciado de modo, que define la distancia entre los dientes adyacentes del peine de frecuencia, se encuentra típicamente en el rango de 10 MHz a 1 GHz. Para los peines de frecuencia Kerr, el rango típico es de alrededor de 10 GHz a 1 THz.
La generación coherente de un peine de frecuencia óptica a partir de un láser de bomba de onda continua no es una propiedad exclusiva de los peines de frecuencia de Kerr. Los peines de frecuencia óptica generados con moduladores ópticos en cascada también poseen esta propiedad. Para determinadas aplicaciones, esta propiedad puede resultar ventajosa. Por ejemplo, para estabilizar la frecuencia de compensación del peine de frecuencia de Kerr, se puede aplicar directamente retroalimentación a la frecuencia del láser de la bomba. En principio, también es posible generar un peine de frecuencia Kerr alrededor de un láser de onda continua particular para usar el ancho de banda del peine de frecuencia para determinar la frecuencia exacta del láser de onda continua.
Desde su primera demostración en resonadores de micro-toroides de sílice, [1] los peines de frecuencia de Kerr se han demostrado en una variedad de plataformas de microresonadores que también incluyen microresonadores cristalinos [2] y plataformas fotónicas integradas como resonadores de guía de ondas hechos de nitruro de silicio . [3] Investigaciones más recientes han ampliado aún más la gama de plataformas disponibles, que ahora incluyen diamante , [4] nitruro de aluminio , [5] niobato de litio , [6] y, para longitudes de onda de bombeo de infrarrojo medio, silicio . [7]