Adiabatische Frequenzumwandlung mit Hilfe des optischen KERR-Effekts.

Wenn Sie eine Gitarrensaite mit dem Finger zupfen, erklingt eine Zeit lang ein Ton in einer bestimmten Tonhöhe auf der Gitarre. Was passiert, wenn man die Saitenspannung schnell ändert, während der Ton noch erklingt? Wie Sie sich vorstellen können, ändert sich die Tonhöhe der von der Gitarre abgegebenen Note, wenn sich die Spannung ändert. Physikalisch lässt sich dies dadurch erklären, dass sich die Eigenfrequenz der Saite mit der Spannung ändert.

Ein ähnliches Phänomen kann auch in mikrooptischen Resonatoren auftreten. Wenn die Resonanzfrequenz eines mikrooptischen Resonators, der Licht enthält, schnell verschoben wird, ändert sich auch die Frequenz des Lichts im Resonator entsprechend der Resonanzfrequenzverschiebung. Dieses Phänomen wird als adiabatische Frequenzumwandlung bezeichnet. Bisher wurde die adiabatische Wellenlängenumwandlung meist durch die Verschiebung der Resonanzfrequenz von Resonatoren, wie z. B. photonischen Kristallresonatoren, durch die Wirkung von Ladungsträgern erreicht. Die Verwendung von Ladungsträgern hat jedoch das Problem, dass die zeitliche Steuerung aufgrund der endlichen Diffusionszeit der Ladungsträger schwierig ist und dass der Verlust des Resonators mit zunehmender Ladungsträgerdichte steigt. In dieser Studie wurde eine verlustarme und hochgradig kontrollierbare adiabatische Frequenzumwandlung erreicht, indem die Resonanzfrequenz eines Glasresonators, eines mikrooptischen Resonators aus Siliziumdioxid, mit Hilfe des optischen Kerr-Effekts, einer verlustfreien und sofortigen Reaktionsmethode, kontrolliert wurde.