آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی: سپیکٹرل طہارت کی منتقلی

آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی (OFCs) عین لیزر روشنی کے ذرائع ہیں جن کا سپیکٹرا مساوی-فاصلہ والی فریکوئنسی لائنوں کی ایک سیریز پر مشتمل ہوتا ہے جو کنگھی کے دانتوں سے مشابہت رکھتی ہے۔ آپٹیکل فریکوئنسیوں کی پیمائش کے لیے انتہائی درست حکمرانوں کے طور پر، OFCs نے 1990 کی دہائی کے آخر میں اپنی ترقی کے بعد سے درست پیمائش اور میٹرولوجی میں انقلاب برپا کر دیا ہے۔ OFCs کے ذریعے فعال کردہ سب سے اہم صلاحیتوں میں سے ایک سپیکٹرل پیوریٹی ٹرانسفر ہے۔ اس سے مراد ایک OFC کی سپیکٹرل طہارت-تعدد استحکام اور تنگ لکیر کی چوڑائی-کو ایک روشنی کے منبع سے دوسرے میں مختلف طول موج پر منتقل کرنے کی صلاحیت ہے۔

انتہائی کم- شور کے نفاذ میں (مینلو سسٹمز کے ذریعہ پیٹنٹ¹)، سپیکٹرل پیوریٹی ٹرانسفر پورے کنگھی سپیکٹرم میں الٹراسٹیبل آپٹیکل ریفرنس سسٹمز کی خصوصیات کو محفوظ رکھتا ہے، بشمول فریکوئنسی-کنورٹڈ آؤٹ پٹس جو وسط-انفراریڈ اسپیکٹرل علاقوں تک دکھائی دیتے ہیں۔

آپٹیکل فریکوئنسی کنگھیوں کا تعارف

OFC ایک لیزر ماخذ ہے جس کا آپٹیکل سپیکٹرم مجرد، مساوی طور پر-فاصلاتی فریکوئنسی لائنوں کی ایک سیریز پر مشتمل ہوتا ہے۔ فریکوئنسی ڈومین میں، یہ باقاعدہ ڈھانچہ کنگھی کے دانتوں سے مشابہت رکھتا ہے۔ OFCs سب سے زیادہ عام طور پر الٹرا شارٹ، موڈ لاکڈ لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں (دیکھیں تصویر . 1، اوپر)۔ ماڈل لاکنگ ایک تکنیک ہے جس میں لیزر گہا کے طول بلد طریقوں کو ایک مقررہ مرحلے کے تعلق کے ساتھ دوہرانے پر مجبور کیا جاتا ہے۔ نتیجتاً، لیزر الٹرا شارٹ آپٹیکل دالوں کا ایک سلسلہ خارج کرتا ہے۔ گردش کرنے والی نبض تکرار کی شرح پر لیزر ریزونیٹر کے اندر آگے پیچھے پھیلتی ہے۔f_{نمائندہ}، جس کا تعین کیویٹی راؤنڈ-ٹرپ ٹائم سے ہوتا ہے۔ ہر راؤنڈ ٹرپ کے دوران، تھوڑی مقدار میں نبض کی توانائی لیزر آؤٹ پٹ بنانے کے لیے جزوی طور پر منتقل کرنے والے آئینے کے ذریعے نکالی جاتی ہے۔ ٹائم ڈومین میں، یہ آؤٹ پٹ ایک باقاعدہ پلس ٹرین کے طور پر ظاہر ہوتا ہے اور فریکوئنسی ڈومین میں، یہ مساوی سپیکٹرل لائنوں کے کنگھی سے مساوی ہوتا ہے (دیکھیں تصویر . 1، نیچے)۔

لیزر گہا میں پھیلاؤ کی وجہ سے، پلس لفافے کی گروپ کی رفتار عام طور پر آپٹیکل کیریئر کے مرحلے کی رفتار سے مختلف ہوتی ہے۔ اس مماثلت کے نتیجے میں مرحلہ وار تبدیلی آتی ہے۔Δφپلس لفافے کے حوالے سے کیریئر کی لہر کا ایک چکر سے دوسرے سفر تک۔ اس رجحان کو کیریئر-لفافہ مرحلہ آفسیٹ کہا جاتا ہے (تصویر دیکھیں. 1، نیچے بائیں)۔

مثالی طور پر، شور اور بیرونی ہنگامہ آرائی کی غیر موجودگی میں، وقت اور فریکوئنسی ڈومینز کے درمیان فوئیر تعلق کا مطلب یہ ہے کہ ایک سختی سے متواتر پلس ٹرین مساوی فاصلہ والے فریکوئنسی طریقوں کے مجرد سیٹ سے مطابقت رکھتی ہے (دیکھیں تصویر . 1، نیچے دائیں)۔

فریکوئنسی ڈومین میں، انفرادی کنگھی لائنیںν_n کی طرف سے دیا جاتا ہے:

v_n = nf_{نمائندہ} + f_{سی ای او},

کہاںnایک انٹیجر موڈ انڈیکس ہے،f_{نمائندہ}نبض کی تکرار کی شرح ہے، اورf_{سی ای او}کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی کی نشاندہی کرتا ہے۔ پورے کنگھی سپیکٹرم کی طرف سے منتقل کر دیا گیا ہےf_{سی ای او}پلس-سے-پلس کیریئر-لفافہ فیز سلپ کے نتیجے میں، جب کہ ملحقہ لائنوں کے درمیان وقفہ مکمل طور پر طے کیا جاتا ہےf_{نمائندہ}. عملی طور پر، دونوں تکرار کی شرحf_{نمائندہ}اور کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسیf_{سی ای او} ایک OFC کے طور پر کام کرنے کے لیے الٹرا فاسٹ پلسڈ لیزر کے لیے دونوں کو ناپا اور فعال طور پر مستحکم کرنا چاہیے۔ کی پیمائشf_{نمائندہ}نسبتاً سیدھا ہے، کیونکہ یہ عام طور پر دسیوں میگا ہرٹز سے لے کر چند گیگاہرٹز کے درمیان ہوتا ہے اور تیز فوٹوڈیوڈ کا استعمال کرتے ہوئے اس کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ تکرار کی شرح کا استحکام ایکچیوٹرز پر فیڈ بیک لوپ کو بند کر کے حاصل کیا جاتا ہے جو گہا کی لمبائی کی مؤثر ایڈجسٹمنٹ کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے برعکس، پیمائش اور کنٹرولf_{سی ای او}نمایاں طور پر زیادہ پیچیدہ ہے اور OFC ٹیکنالوجی کی ابتدائی ترقی میں ایک بڑے چیلنج کی نمائندگی کرتا ہے۔

فرق-فریکوئنسی جنریشن (DFG) فریکوئنسی کومبس

تاریخی طور پر، کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی سے نمٹنے کے لیے ابتدائی حکمت عملیوں میں سے ایک ایک آپٹیکل اسکیم تھی جو اس کی واضح پیمائش اور کنٹرول کی ضرورت سے مکمل طور پر گریز کرتی ہے۔ یہ اصل لیزر پلس ٹرین کی نقل تیار کرنے کے لیے DFG کے موروثی طور پر کیریئر لفافے مرحلے کے مستحکم نان لائنر عمل کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں اوسط f_{سی ای او}صفر کی قدر (<f_{سی ای او}>= 0)۔ ایسے DFG-کی بنیاد پر OFCs میں، ایک ہی لیزر آسکیلیٹر سے نکلنے والے دو الگ الگ اسپیکٹرل اجزاء (عام طور پر نان لائنر ریشوں میں اسپیکٹرل وسیع ہونے کے بعد) ایک نان لائنر کرسٹل میں مل جاتے ہیں۔ ایک مثالی صورت میں دونوں اجزاء ایک جیسے ہوں گے۔f_{سی ای او}، لہذا ان کی تعدد کو گھٹانے سے آفسیٹ منسوخ ہو جائے گا تاکہ "آفسیٹ-مفت OFC" پیدا ہو جائے۔ مکمل طور پر تکنیکی نقطہ نظر سے، آفسیٹ-مفت OFCs صرف ایک کنٹرول لوپ کی ضرورت کے ذریعے سادگی پیش کرتے ہیں: ان کا واحد کنٹرول متغیر تکرار کی شرح ہے۔f_{نمائندہ}. لیکن یہ ایک تجارت کے ساتھ آتا ہے: ایک توقع کی قیمت<f_{سی ای او}>= 0 کی مجموعی غیر موجودگی کا مطلب نہیں ہے۔f_{سی ای او}مرحلے کا شور دوسرے لفظوں میں، جب کہ DFG عمل اوسط آفسیٹ کو ہٹاتا ہے یہ اس سے وابستہ غیر مربوط شور کو نہیں دباتا ہے۔f_{سی ای او} (تصویر دیکھیں. 2)۔ اس کے بجائے، DFG-کی بنیاد پر OFCs کو فریکوئنسی کے ساتھ فیز شور کی چوکور اسکیلنگ کو ظاہر کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے، جس کی وضاحت صفر فریکوئنسی پر فکس پوائنٹ کے ساتھ "لچکدار ٹیپ" ماڈل کے ذریعے کی گئی ہے۔²

ماضی میں، یہ بات قابل غور ہے کہ DFG کے ذریعے آف سیٹ-فری فریکوئنسی کومبس بنانے کی تکنیک کو اصل میں میکس پلانک سوسائٹی نے پیٹنٹ کیا تھا،³اور OFC کمرشلائزیشن کے ابتدائی دنوں کے دوران اسے مینلو سسٹمز کو خصوصی طور پر لائسنس دیا گیا تھا۔ یہ طریقہ اب بھی تعدد-کنگھی تابکاری کی تخلیق کے لیے بہت زیادہ فائدہ مند ہے جو دوسری صورت میں مشکل ہے-طول موج تک رسائی کے لیے-، یہی وجہ ہے کہ ہم اسپیکٹرل کوریج کو وسط-اورکت اور اس سے آگے بڑھانے کے لیے DFG کا استعمال جاری رکھتے ہیں۔

خود-حوالہ شدہ فریکوئنسی کنگھیاں

پہلے عملی کنگھی کے نظام کی ترقی کے بعد، نان لائنر آپٹیکل ریشوں میں پیشرفت نے قابل اعتماد کیریئر-لفافہ آفسیٹ کا پتہ لگانے کے قابل بنایا۔ ان پیش رفتوں نے آکٹیو-پھیلنے والی کنگھیوں کی نسبتاً آسان اور موثر نسل کی اجازت دی ہے۔ یعنی، فریکوئنسی کنگھی اپنی کم ترین فریکوئنسی کے دو گنا سے زیادہ فریکوئنسی رینج کا احاطہ کرتی ہے۔ آکٹیو-اسپیننگ کومب سپیکٹرا دستیاب ہونے کے ساتھ، کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی کو سیدھا سیدھا سیلف-ریفرنسنگ طریقہ استعمال کرتے ہوئے نمایاں کیا جا سکتا ہے۔ یہ طریقہ ایک انٹرفیرومیٹر پر انحصار کرتا ہے جو کنگھی سپیکٹرم کے دو الگ الگ حصوں کو heterodynes کرتا ہے: انڈیکس کے ساتھ ایک کنگھی موڈnسپیکٹرم کے سرخ سرے پر

v_n = nf_{نمائندہ} + f_{سی ای او}

اس کا دوسرا ہارمونک پیدا کرنے کے لیے ایک نان لائنر کرسٹل کے ذریعے بھیجا جاتا ہے۔

2v_n = 2(nf_{نمائندہ} + f_{سی ای او}),

جو آفسیٹ فریکوئنسی سے دوگنا منتقل ہوتا ہے۔ اس فریکوئنسی-دوگنا سگنل کو پھر انڈیکس 2 کے ساتھ کومب موڈ کے خلاف مارا جاتا ہے۔n

v_2n = 2nf_{نمائندہ} + f_{سی ای او}.

ان دو تعدد کے درمیان بیٹ نوٹ براہ راست کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی کو ظاہر کرتا ہے:

2v_n − v_2n = f_{سی ای او}.

یہ "f–2f" طریقہ OFC ٹیکنالوجی میں کسی تاریخی کامیابی سے کم نہیں ہے کیونکہ یہ کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی کی براہ راست پیمائش کو قابل بناتا ہے۔ خاص طور پر، یہ انتہائی کم شور کے استحکام اور کنٹرول کے لیے لیزر کیویٹی کے اندر سرشار فعال بازی کنٹرول ایکچیوٹرز کے نفاذ کی حمایت کرتا ہے۔f_{سی ای او}(تصویر دیکھیں. 3)۔

سپیکٹرل طہارت کی منتقلی

آپٹیکل فریکوئنسی کنگھی کی آزادی کی ڈگریوں کا مؤثر کنٹرول اور استحکام-اس کی تکرار کی شرح کے ساتھ ساتھ اس کے کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی-پریزیشن ایپلی کیشنز کے لیے بہت اہم ہیں، جس کے لیے لائن وڈتھ اور استحکام کی ضرورت ہوتی ہے جو کسی بھی مفت کے ساتھ حاصل کیے جا سکتے ہیں{{3}{4}}۔ ہر جگہ ایک نظری تالا قائم کرنا ہے۔ یعنی، ایک بیرونی آپٹیکل حوالہ کے ذریعہ فراہم کردہ سپیکٹرل طہارت کو فریکوئنسی کنگھی لائنوں میں سے ایک میں منتقل کرنا۔ مینلو سسٹمز کے آپٹیکل ریفرنس سسٹمز معمول کے مطابق بہترین تعدد استحکام کے ساتھ جوڑ بنانے والی ذیلی-ہرٹز لائن وڈتھس حاصل کرتے ہیں۔ وہ ایک واحد-موڈ مسلسل-ویو (CW) لیزر، ایک اعلی-فائنس آپٹیکل ریفرنس کیویٹی، اور متعلقہ آپٹیکل اور الیکٹرانک لاکنگ اجزاء-کو جوڑتے ہیں جو کہ اعلیٰ حساسیت اور وسیع لاکنگ بینڈوڈتھ فراہم کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔⁴OFC کو بیرونی آپٹیکل حوالہ سے مقفل کرنے کا روایتی سیٹ اپ شکل 4b میں دکھایا گیا ہے۔ اس طرح کی تکرار کی شرح کنٹرول لوپ CW حوالہ لیزر اور کنگھی کے دانتوں میں سے ایک کے درمیان بیٹ نوٹ کا پتہ لگانے، کسی بھی فریکوئنسی بڑھے کی پیمائش کرنے، اور اس کے مطابق کنگھی کی تکرار کی شرح ایکچیویٹر پر فیڈ بیک لگانے پر انحصار کرتی ہے۔

اہم طور پر، اگرچہ اسکیم منتخب کنگھی کے دانت کو مستحکم کرتی ہے، صرف حوالہ لیزر اور اس واحد کنگھی لائن کے درمیان فاصلہ صحیح معنوں میں طے ہوتا ہے: کیونکہ تکرار کی شرح ایکچیویٹر آزادی کی صرف ایک ڈگری پر کنٹرول فراہم کرتا ہے، یہ بنیادی طور پر لاکنگ پوائنٹ کے قریب کنگھی لائنوں کو متاثر کرتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، آپٹیکل حوالہ سے سپیکٹرل فاصلے کے ساتھ لائن کی چوڑائی اور فیز شور میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ حد تالا بندی کی اسکیم سے جڑی ہوئی ہے اور کنگھی کے فن تعمیر سے آزاد ہے: خواہ ایک آف سیٹ-مفت یا سیلف-ریفرنس شدہ کنگھی، جب صرف اعادہ کی شرح کے ذریعے مقفل کیا جائے تو، سپیکٹرل طہارت لامحالہ اس سے زیادہ دور ہو جائے گی جتنا دور ایک کنگھی لائن بیرونی RV اور آپٹیکل لیوڈومین{4} سے ہے لائنیں بنیادی طور پر غیر متاثر ہیں۔ بلکہ، جیسا کہ شکل 4c میں دکھایا گیا ہے، پورے فریکوئنسی کنگھی سپیکٹرم میں سپیکٹرل پیوریٹی ٹرانسفر کے لیے ریپیٹیشن ریٹ ایکچیویٹر کو دوسرے کنٹرول لوپ کے ساتھ کیرئیر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی (f_{سی ای او})۔ مشغول کرنا ایسا af_{سی ای او}فیڈ بیک لوپ تین ضروری کاموں کو پورا کرتا ہے: لاکنگf_{سی ای او}ایک منتخب قدر پر، اس کے مربوط اور غیر مربوط شور کو دبانا، اور کنگھی کے تمام دانتوں میں مرحلے کے شور کو کم کرنا جو بیرونی آپٹیکل حوالہ سے دور ہیں۔ دیf_{سی ای او}ایکٹیویشن اسپیکٹرم پر اس لحاظ سے متوازی طور پر کام کرتا ہے کہ آپٹیکل حوالہ کے قریب کنگھی لائنوں پر اس کا کم سے کم اثر ہوتا ہے، لیکن اس سے دور تمام کنگھی لائنوں کو سختی سے متاثر کرتا ہے، بشمول آپٹیکل لائنز کے ساتھ ساتھ RF-ڈومین میں ورچوئل لائنز۔ مجموعی طور پر، کیریئر-لفافہ آفسیٹ فریکوئنسی کنٹرول کے لیے تیز رفتار لوپ کو ایک ایکچیویٹر کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے جو OFC کی آزادی کی دوسری ڈگری کو مقفل کرنے کے لیے تکرار کی شرح ایکچیویٹر-کی تکمیل کرتا ہے۔

مینلو سسٹمز کا ڈوئل ایکٹیویشن ڈیزائن حقیقی اسپیکٹرل پیوریٹی ٹرانسفر کو قابل بناتا ہے-ہر ایک کنگھی لائن میں آپٹیکل حوالہ کی سپیکٹرل پیوریٹی کو ٹھیک ٹھیک نقل کرتا ہے۔ جیسا کہ شکل 5 میں واضح کیا گیا ہے، فریکوئنسی کی تبدیلی کے تمام مراحل بشمول فریکوئنسی شفٹنگ، سیکنڈ-ہارمونک جنریشن، یا سپر کانٹینیوم جنریشن کے دوران سپیکٹرل پاکیزگی کو بھی برقرار رکھا جاتا ہے۔

ایپلیکیشن اسپاٹ لائٹ: آپٹیکل اٹامک کلاک

مینلو سسٹمز کی انتہائی کم-نواز ٹیکنالوجی پورے سپیکٹرم میں درستگی فراہم کرتی ہے، ایسی ایپلی کیشنز کو آگے بڑھاتی ہے جن کے لیے انتہائی درست کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے آپٹیکل ایٹمک کلاک۔ اس فیلڈ میں، ہمارے OFCs نے دنیا کے سب سے زیادہ درست نظری حوالوں کی دنیا کی سب سے درست نظری گھڑیوں، اعلی-درستگی کے کراس-پرجاتی گھڑیوں کے موازنہ کے ساتھ ساتھ فائبر کے ذریعے آپٹیکل کلاک سگنلز کی طویل-فاصلہ بازی کو فعال کیا۔

حتمی صحت سے متعلق منتقلی

جیسا کہ شکل 6 میں واضح کیا گیا ہے، آپٹیکل ریفرنس کیویٹیز عام طور پر قریب-IR طول موج کے علاقے (عام طور پر 1550 nm کے ارد گرد) میں دستیاب ہیں، جہاں وہ نسبتاً کم قیمت پر بہترین کارکردگی اور اعلی وشوسنییتا پیش کرتے ہیں۔ حیرت کی بات نہیں، یہ طول موج کی حد اس وقت دستیاب اعلی ترین-پرفارم کرنے والے حوالہ جات کی میزبانی بھی کرتی ہے۔ JILA (US) اور Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB؛ نیشنل میٹرولوجی انسٹی ٹیوٹ آف جرمنی) کے اشتراک سے زمینی کام میں، سلیکون آئینے کے ساتھ ایک کرائیوجینک مونوکریسٹل لائن سلکان کیویٹی نے ایک جزوی فریکوئنسی عدم استحکام کا مظاہرہ کیا جو 4 × 1 سے کم ہے۔^-17ایک سیکنڈ پر، اور 5 میگاہرٹز کی لکیر کی چوڑائی۔⁵

یہ ترقی کمرے کے درجہ حرارت پر آرٹ الٹرا لو ایکسپینشن گلاس (ULE) cavities کی--کی حالت سے دس گنا بہتر ہے۔ اس بے مثال استحکام اور لکیر کی چوڑائی کو 1542 nm پر کیوٹی آپریشنل ویو لینتھ سے 698 nm پر چلنے والی ایک ریکارڈ-بریکنگ اسٹرونٹیم آپٹیکل لیٹیس کلاک کے لیے مرئی سپیکٹرل رینج میں منتقل کرنے کے لیے،⁶محققین مینلو سسٹمز کی الٹرا لو-شور فریکوئنسی کومب ٹیکنالوجی پر انحصار کرتے ہیں (متوازی طور پر، ہم نے اپنے ماڈل ORS-ULN میں کرائیوجینک کیویٹی کو انجینئر کیا)۔

گھڑی-سے-گھڑی کا موازنہ

اگرچہ سیزیم کے اندر 9.2-GHz ہائپر فائن ٹرانزیشن پر انحصار کرنے والی دوسری کی موجودہ تعریف نصف صدی سے زیادہ عرصے سے قائم ہے، لیکن ٹھنڈے ایٹموں اور پھنسے ہوئے آئنوں کے اندر الٹرا نیرو آپٹیکل ٹرانزیشن کا استعمال کرتے ہوئے SI معیار کی ازسرنو وضاحت کرنے کے لیے ایک عالمی تعاون کی کوشش جاری ہے۔ اس کے مطابق، جوہری پرجاتیوں کی ایک وسیع رینج پر مبنی آپٹیکل گھڑیوں کو امیدواروں کے طور پر تلاش کیا جا رہا ہے۔ ان نئے معیارات کا جائزہ لینے کے لیے، مختلف آپٹیکل گھڑیوں کا ایک دوسرے سے اعلیٰ ترین سطح پر موازنہ کیا جانا چاہیے (دیکھیں تصویر . 6)، لیکن ان کی منتقلی کی تعدد سینکڑوں ٹیرا ہرٹز سے مختلف ہو سکتی ہے اور یہ کسی بھی براہ راست الیکٹرانک پیمائش کو ناممکن بناتی ہے۔

جیسا کہ حالیہ کام ظاہر کرتا ہے، ان فریکوئنسی فرقوں کو سپیکٹرل پیوریٹی ٹرانسفر کے ذریعے سب سے زیادہ درستگی کے ساتھ پُر کیا جا سکتا ہے: مینلو سسٹمز کے انتہائی کم-شور OFCs 10 پر کراس-پرجاتی گھڑی کے موازنہ کو قابل بناتے ہیں۔^-18سطح اور اس سے آگے.⁷اس تناظر میں، سپیکٹرل-پاکیزگی کی منتقلی مستقبل کے-ثبوت کی خصوصیت ہے جو کسی بھی آپٹیکل کلاک لیبارٹری کے لیے درکار ہے، کیونکہ یہ فریکوئنسی کنگھی کا حوالہ دینے کے لیے ایک واحد ذریعہ پر اعتماد کے ساتھ انحصار کرتے ہوئے مختلف ایٹم انواع کی تحقیقات کا اختیار فراہم کرتا ہے۔

فائبر نیٹ ورکس کے ذریعے پھیلاؤ

جب کہ ابتدائی تجربات نقل و حمل کے قابل نظری گھڑیوں کی راہ ہموار کر رہے ہیں، آج کی انتہائی درست گھڑیاں قومی میٹرولوجی اداروں، تحقیقی سہولیات اور یونیورسٹیوں میں ماہر ٹیموں کے ذریعے چلائی جانے والی اسٹیشنری تنصیبات ہیں۔ دوسری طرف، طویل-فاصلے کا موازنہ اور الٹراسٹیبل کلاک سگنلز کو پھیلانا صرف ٹیلی کام بینڈ کے ذریعے ہی ممکن ہے۔ یہ نیٹ ورک ایپلی کیشنز کے لیے ایک چیلنج مسلط کرتا ہے، کیونکہ آپٹیکل کلاک ٹرانزیشن کے لیے بند OFCs عام طور پر فائبر نیٹ ورکس کے ساتھ آسانی سے انٹرفیس نہیں کر سکتے یا دیگر سائٹس پر ریفرنس سگنلز کی تقسیم کو فعال نہیں کر سکتے۔

چیلنج روایتی فریکوئنسی کنگھیوں میں فیز شور اسکیلنگ کے مشترکہ اثر اور آپٹیکل کلاک ٹرانزیشن اور ٹیلی کام بینڈ کے درمیان سپیکٹرل گیپ سے حاصل ہوتا ہے۔ جیسا کہ شکل 6 میں واضح کیا گیا ہے، طولانی طہارت کی منتقلی اس رکاوٹ پر قابو پاتی ہے تاکہ طویل-فاصلے کی گھڑیوں کے موازنہ کے ساتھ ساتھ ان لیبارٹریوں میں الٹراسٹیبل حوالہ جات کو پھیلایا جا سکے جو اپنی آپٹیکل گھڑیاں نہیں چلاتی ہیں۔ یہ صلاحیت دلچسپ سائنسی مواقع کی ایک وسیع رینج کو کھولتی ہے-بشمول کوانٹم ٹیکنالوجیز میں ترقی، اعلی-جیوڈیسی، فلکیات، نیویگیشن، اور بنیادی طبیعیات کے ٹیسٹ۔^8,9