Lasers Brillouin avec systèmes de résonateurs couplés.

La fréquence de la lumière est de 193 THz à 1550 nm, ce qui est couramment utilisé dans la bande de longueur d'onde des télécommunications, alors que la fréquence des micro-ondes se situe généralement dans la bande des GHz, ce qui est sensiblement différent. Cette recherche a démontré expérimentalement qu'il est possible de réaliser un système sur puce pour convertir la lumière en micro-ondes.
Alors pourquoi une méthode de génération de micro-ondes par la lumière est-elle nécessaire ? Si les micro-ondes sont transmises telles quelles, la transmission sur de longues distances n'est pas possible en raison des pertes de transmission élevées causées par les câbles coaxiaux. En outre, plus la fréquence des micro-ondes générées est élevée, plus le bruit est important, comme c'est le cas lorsque les micro-ondes sont générées électriquement par un oscillateur à cristal.
Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur les micro-ondes générées optiquement pour résoudre ces problèmes. Le procédé de génération de micro-ondes à partir de la lumière utilise un mécanisme par lequel deux ondes lumineuses de fréquences différentes et d'alignement de phase sont détectées par un photodétecteur, et des micro-ondes correspondant à la différence de fréquence sont obtenues. Cette méthode permet la transmission sur des fibres optiques, ce qui rend possible la transmission sur de longues distances.
Pour y parvenir, il est important d'avoir deux lumières qui sont "en phase". Il en résulte un faible niveau de bruit. L'un des moyens d'y parvenir est d'utiliser des lasers Brillouin. Les lasers Brillouin sont des systèmes qui renforcent la diffusion Brillouin induite. Pour une diffusion Brillouin induite efficace, il est nécessaire de confiner une forte intensité lumineuse dans un petit espace, et un résonateur optique est utilisé pour répondre à cette exigence. Des lasers Brillouin avec un seul résonateur ont été démontrés dans des recherches précédentes, mais la taille du résonateur devait être contrôlée avec précision, et le résonateur était relativement grand (taille mm). Dans la présente étude, cette difficulté liée au processus de création a été supprimée en utilisant deux résonateurs optiques, et un laser Brillouin a été réalisé avec succès dans un système plus petit (100 µm).