Erzeugung von blauem Licht durch die dritte Harmonische mittels dispersionsgesteuerter mikrooptischer Resonatoren.

Was wir als "Farbe" wahrnehmen, hängt eng mit der Wellenlänge des Lichts zusammen. Die Wellenlängen, die wir wahrnehmen können, sind auf den Bereich von 400-800 nm beschränkt (1 nm ist ein Milliardstel Meter). (1 nm ist ein Milliardstel der Länge von 1 m.) Natürlich können auch Radio- und Handysignale als Wellen betrachtet werden, aber diese haben Wellenlängen in der Größenordnung von cm bis m und können vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden.

In dieser Studie haben wir eine Methode zur Erzeugung von sichtbarem Licht (sichtbares Licht) bei einer bestimmten Wellenlänge mit einem bestimmten Wirkungsgrad vorgestellt, bei der ein aus Glas hergestellter Silikatroidenresonator verwendet wird. Das ursprüngliche Licht, das in den Resonator eingespeist wird, ist ein Laserstrahl von etwa 1550 nm, ein unsichtbares Licht, das hauptsächlich für die optische Kommunikation verwendet wird. Es kann jedoch durch Wellenlängenumwandlung (Erzeugung der dritten Harmonischen) im Resonator in sichtbares Licht umgewandelt werden. Es wurden Versuche unternommen, sichtbares Licht mit Hilfe der dritten Harmonischen zu erzeugen, aber die erzeugten Wellenlängen waren auf grün bis rot beschränkt.

Durch die Optimierung der Resonatorstruktur und des Resonanzmodus (Lichtweg) konnte die Erzeugung von blauem Licht bei einer Wellenlänge von 438 nm bestätigt werden, was zuvor schwierig war. Die Versuchsergebnisse sind in den Abbildungen (a), (b) und (c) dargestellt. Wir haben auch gezeigt, dass die Wellenlänge des erzeugten Lichts streng kontrolliert werden kann, indem die Dispersion (Wellenlängenabhängigkeit des vom Licht wahrgenommenen Brechungsindex) berücksichtigt wird. Wie bereits in unseren früheren Studien von grün bis rot beobachtet, wie oben erwähnt, [.http://www.phot.elec.keio.ac.jp/ja/research2016_11/Es kann nun gesagt werden, dass fast das gesamte sichtbare Lichtband durch Wellenlängenkonversion in mikro-optischen Resonatoren erzeugt werden kann. [Abb. (d)]

Da es sich bei mikrooptischen Resonatoren um sehr kleine Bauelemente handelt (Durchmesser von etwa 50 Mikrometern), die auf einem Chip integriert werden können, dürften sie in Zukunft als ultrakompakte Wellenlängenwandler und sichtbare Lichtquellen eingesetzt werden.