Breitbandige parametrische Lichterzeugung mit mikrooptischen Einkristallresonatoren mit hohem Q-Wert.

In den letzten Jahren wurden weltweit Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für leistungsstarke mikrooptische Resonatorelemente durchgeführt. Hochleistung bedeutet hier, wie lange Licht eingeschlossen werden kann". Wenn Licht für längere Zeit in einem mikrooptischen Resonator eingeschlossen ist, tritt aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Licht und dem Material ein Phänomen auf, das als nichtlineare Wellenlängenkonversion bezeichnet wird. Die nichtlineare Wellenlängenumwandlung wird in bekannten Beispielen wie grünen Laserpointern verwendet. Es gibt kein geeignetes Material oder einen Gegenstand auf der Welt, der jede beliebige Wellenlänge (Farbe) aussenden kann, und es gibt eine lange Entwicklungsgeschichte nach langer Forschung. Vielleicht ist Ihnen noch in frischer Erinnerung, dass ein japanischer Professor den Nobelpreis für die LED-Technologie, die blaues Licht aussendet, erhalten hat. Es wäre gut, wenn es einen Wandler gäbe, der Licht der Wellenlänge A, das leicht emittiert werden kann, in Licht der Wellenlänge B umwandelt, das schwer zu emittieren ist, und das nennt man Wellenlängenwandler.

In dieser Studie haben wir eine breitbandige Wellenlängenumwandlung jenseits einer Oktave mit Hilfe eines mikrooptischen Resonatorelements mit hohem Gütegrad demonstriert, das aus Magnesiumfluorid hergestellt wurde. Durch Einspeisung eines Anregungslichts mit einer Wellenlänge von 1550,56 nm in das Resonatorelement konnten zwei Wellenlängen, 1140 nm und 2425 nm, gleichzeitig erzeugt werden. Es wurde auch gezeigt, dass die Wellenlänge der Oszillation durch Variation der Anregungswellenlänge abgestimmt werden kann. Die Struktur des wichtigsten Resonators wurde mit Hilfe einer Simulation, der so genannten Finite-Elemente-Methode, bestimmt, während für die Herstellung modernste Bearbeitungstechnologie eingesetzt wurde. Die Ergebnisse zeigen das große Potenzial von mikrooptischen Resonatoren als Wellenlängenkonversionselemente. Es wird erwartet, dass die weitere Entwicklung dieser Technologie in Zukunft zu verschiedenen Anwendungen führen wird, darunter Laserbearbeitung und optische Kommunikation.