後方散乱光によるモード結合下における光カーコムの振る舞いの解明

光カーコム（マイクロコム）は微小光共振器に低パワーの連続光を入力することで第三次の非線形過程を介して発生され，最近新たな光源として注目を集めています．入口では単色の光が共振器から出てくると周波数軸上で等間隔性が保証された「複数の色の光」に変換されており，これらは光のものさし（基準）としての利用だけでなく様々な応用が期待されています．

本研究では共振器に付着した微小粒子や構造欠陥に起因して発生する後方散乱光が光カーコムの発生にどのような影響を与えるのかという問題に対して数値シミュレーションと実験の両面からアプローチしました．互いに反対方向に伝搬する2つの光は「モード結合状態」を形成することが知られていますが，この結合の強さが強ければ強いほどモード同期した高品質な光カーコムの発生が困難になることを明らかにしました．図１に示す実験結果はポンプ方向の光カーコムの強さ[図１(a)]と後方散乱した光カーコムの強さ[図１(b)]にそれぞれの縦モードの結合強度が深く関わっていることを示しています．大学の実験室のようなクリーン環境ではなく，現実の製品としての利用を想定したときには予期せぬ粒子の付着が起こる可能性があります．そのような問題を考えたとき，本研究の示す結果や指針が光カーコムの応用にとって大きな価値をもつものになることが期待されます．