Mediciones en el dominio del tiempo del acoplamiento intermodal de alto valor Q.
Investigación
Mediciones en el dominio del tiempo del acoplamiento intermodal de alto valor Q.
El primer paso hacia la realización de la memoria fotónica.
Los resonadores acoplados, que son sistemas de microrresonadores ópticos acoplados entre sí a través de la luz, se estudian activamente desde hace tiempo como elementos que pueden servir de plataforma para diversas aplicaciones, como luces lentas, sensores y láseres. Sin embargo, si se pudiera observar y controlar el comportamiento transitorio de los resonadores acoplados, se abriría el camino a aplicaciones "dinámicas" como los amortiguadores ópticos, los interruptores ópticos y el procesamiento de la información cuántica, por ejemplo. La investigación se centra en la naturaleza "estática" del resonador acoplado.
En este contexto, el presente trabajo presenta un estudio de lasQValor (>107) entre los modos de resonancia en el dominio del tiempo. Esta altaQEs la primera vez que se trata el acoplamiento entre modos de resonancia con valor 1 en el dominio del tiempo. Cuando los modos resonantes están fuertemente acoplados entre sí, la energía de la luz se transfiere de un lado a otro entre ellos (oscilaciones de energía). El uso de modos resonantes con valores Q ultra elevados tiene la ventaja de que el número de estas oscilaciones energéticas aumenta, lo que facilita su observación y control. Además, en el presente estudio se utiliza el acoplamiento entre los modos en el sentido de las agujas del reloj (CW: Clockwise) y en el sentido contrario (CCW: Counter-clockwise ) dentro de un mismo resonador, lo que elimina la necesidad de un control estricto de la distancia entre los resonadores y la longitud de onda de resonancia, que se requiere en los sistemas de resonadores acoplados convencionales, y permite llevar a cabo los experimentos utilizando un montaje sencillo. Esto permite realizar experimentos con una configuración sencilla.
Fig. 1(a) Ilustración esquemática y ecuaciones maestras del modelo numérico desarrollado.(b) La energía luminosa calculada en los modos CW (azul) y CCW (rojo). El recuadro muestra el espectro de transmisión de la cavidad (azul) y el espectro transformado de Fourier del pulso de entrada (verde). El cálculo es (kappa, gamma0, gammacónicoLa señal de entrada es un pulso rectangular con una anchura de pulso de 10 ns.
La Fig. 1(a) muestra el modelo matemático del experimento: el modo CW (aCW) y el modo CCW (aCCW) es la tasa de acoplamientokappaintercambian energía entre sí a una frecuencia equivalente a la del resonador. En paralelo, cada modo tiene una tasa de pérdida inherente al resonadorgamma0y el índice de pérdidas en la fibragammacónicoLa energía se pierde gradualmente por la Por lo tanto, el número de transferencias de energía observables es gamma = kappa/(gamma0 + gammacónico), donde la energía en los modos CW y CW oscila y decae alternativamente. La forma de onda de oscilación de energía teórica calculada a partir del modelo se muestra en la Fig. 1(b), donde se puede ver la energía en los modos CW y CW oscilando y decayendo alternativamente. Hay que tener en cuenta que en este estudio, la ultra-altaQDebido al modo de valor utilizado, elgamma0ygammacónicose hace más pequeño ygammaSe podría alcanzar un gran valor de ~13.
Fig. 2(a) Ilustración esquemática del montaje experimental donde se emplean las dos fibras cónicas. (b) El resultado experimental de la observación de la oscilación de energía entre los modos CW (azul) y CCW (rojo). Obsérvese que los tiempos de las señales CW y CCW se calibraron midiendo los retrasos entre ambas señales.
La Fig. 2(a) muestra una imagen del experimento. La Fig. 2(b) muestra los resultados experimentales. Los resultados muestran que la energía en el modo CW (línea sólida azul) y la energía en el modo CCW (línea sólida roja) oscilan alternativamente. El período de las oscilaciones de energía y la tasa de decaimiento coinciden en gran medida con los calculados a partir de las mediciones en el dominio de la frecuencia, lo que confirma que estas oscilaciones son causadas por unQSe puede concluir que esto se debe al acoplamiento entre los modos CW y CCW. Los presentes resultados son de especial interés para losQEs un primer paso hacia el control dinámico del acoplamiento entre resonadores de valores.
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