Penyimpanan cahaya broadband dalam resonator bernilai Q sangat tinggi.
Penelitian
Penyimpanan cahaya broadband dalam resonator bernilai Q sangat tinggi.
Melampaui hubungan batas Fourier antara frekuensi dan waktu.
Resonator dengan nilai Q sangat tinggi diharapkan dapat digunakan di berbagai bidang, seperti pencitraan biologis dan pemrosesan sinyal dengan menggunakan cahaya. Karena performa pengurungan cahaya resonator yang tinggi, cahaya yang terkurung di satu tempat dalam waktu yang lama, dapat berinteraksi secara kuat dengan materi.

Gbr. 1 (a) Pulsa terbatas Fourier dan kicauan. (b) Spektrum resonator vs. spektrum input.
Namun demikian, kemampuan untuk mengurung cahaya dalam waktu lama menyebabkan ketidakmampuan untuk menyimpan cahaya dalam waktu singkat, dan oleh karena itu, dianggap bahwa cahaya pulsa ultra-pendek tidak dapat disimpan dalam resonator bernilai Q sangat tinggi. Apabila dipertimbangkan pada sumbu frekuensi, lebar spektral cahaya berdenyut ultra-pendek adalah pita lebar, seperti yang dapat dilihat dari hubungan transformasi Fourier, sedangkan lebar spektral resonansi resonator nilai-Q tinggi adalah sempit, dan biasanya hanya dapat menyimpan cahaya berdenyut pada bandwidth yang sama dengan lebar spektral resonansi. Oleh karena itu, jika seseorang ingin mempelajari interaksi antara cahaya dan materi dengan komponen frekuensi pita lebar, resonator dengan nilai Q rendah harus digunakan dengan segala cara. Kami bertujuan untuk menyimpan cahaya dengan lebar pulsa yang melebihi batas nilai-Q dengan berhasil memadukan efek Kerr dan teknologi kicauan: efek Kerr menggeser frekuensi resonansi ke sisi frekuensi rendah, sehingga, jika frekuensi sesaat cahaya pulsa input diubah sesuai dengan pergeseran spektrum resonansi, maka, dimungkinkan untuk menyimpan cahaya dengan lebar pulsa yang lebih panjang daripada lebar spektrum resonansi. Efek Kerr menggeser frekuensi resonansi ke sisi frekuensi rendah. Kami sudah mengonfirmasi bahwa cahaya broadband bisa disimpan dalam resonator dengan lebar jalur sempit dengan menambahkan pre-chirp optimal ke cahaya berdenyut ultrashort tipe Gaussian.

Gbr. 2 (a) Rasio energi input-output untuk jumlah kicauan yang berbeda. (b) Spektrum input-output pada kondisi optimal.
Analisis kami didasarkan pada persamaan teori modus gabungan. Model yang digunakan adalah mode gabungan dengan nilai Q sebesar 3×106 (masa hidup foton: 2,46 ns) dalam resonator cincin SiN, dan mencoba menyimpan pulsa ultrashort yang berkicau secara optimal.
Dalam penelitian ini, kami telah menghitung jumlah kicauan secara optimal untuk mendapatkan resonator dengan masa pakai foton 2,46 ns dan lebar penuh setengah maksimum (FWHM) 0,37 Telah ditunjukkan bahwa cahaya berdenyut dapat disimpan dengan durasi denyut 1,5 ns. Diharapkan bahwa hal ini akan memungkinkan sirkuit logika serba optik dengan kecepatan komunikasi dan penginderaan pita ultra lebar, yang belum pernah dilakukan di masa lalu, dapat direalisasikan dalam resonator bernilai-Q tinggi.
- Kategori
- 研究トピックス