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Accès ouvert déclaré 2025 article

Nanometric dual-comb ranging using photon-level microcavity solitons

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Laser-based absolute distance measurement with low return power, fast measurement speed, high precision, and immunity to intensity fluctuations is highly demanded in applications spanning from nanotechnology to satellite formation. However, achieving all these objectives simultaneously remains a significant challenge for miniaturized systems. Here, we demonstrate dual-comb ranging (DCR) that encompasses all these capabilities by using a coherent soliton pair generated in an integrated microresonator. We derive equations linking the DCR precision with comb line powers, revealing the advantage of microcomb’s large line spacing in precise ranging quantitatively. Leveraging the advantage, our system reaches 1-nm-precision and measures nm-scale vibration at frequencies up to 0.9 MHz. Precise DCR is possible even in the presence of strong intensity noise and loss, using a mean received photon number as low as 5.5 × 10−4 per pulse (total 0.9 million photons in a single measurement considering the high repetition rate). Our work establishes an optimization principle for dual-comb systems and bridges high performance ranging with foundry-manufactured photonic chips. Nanometric distance metrology is needed in application spanning from nanotechnology to largescale manufacturing. Here, authors used a mutually coherent soliton pulse pair generated in a single microresonator for dual-comb ranging (DCR), achieving record 1-nm precision and reducing power requirements by over 60 dB.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Nanometric dual-comb ranging using photon-level microcavity solitons
Date Crossref
25/07/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Tsinghua University State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Science and Technology of China Department of Optics and Optical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Beijing Academy of Quantum Information Sciences pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • International Quantum Academy pays non établi dans la notice
    Institution

State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments — Tsinghua University, Department of Optics and Optical Engineering — University of Science and Technology of China et Beijing Academy of Quantum Information Sciences, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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