Konversi frekuensi adiabatik menggunakan efek KERR optik.
Penelitian
Konversi frekuensi adiabatik menggunakan efek KERR optik.
Demonstrasi metode konversi frekuensi yang rendah dan dapat dikontrol.
Apabila Anda memetik senar gitar dengan jari Anda, nada dengan nada tertentu akan berbunyi dari gitar selama beberapa saat. Apa yang terjadi jika Anda secara cepat mengubah ketegangan senar sewaktu nada masih berbunyi? Seperti yang bisa Anda bayangkan, nada nada yang dipancarkan dari gitar akan berubah seiring dengan perubahan ketegangan. Secara fisik, hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa frekuensi natural senar berubah seiring dengan perubahan ketegangan.
Malahan, fenomena serupa juga dapat terjadi pada resonator mikro-optik. Jika frekuensi resonansi resonator mikro-optik yang mengandung cahaya bergeser secara cepat, frekuensi cahaya itu sendiri dalam resonator, juga berubah sesuai dengan pergeseran frekuensi resonansi. Fenomena ini dikenal sebagai konversi frekuensi adiabatik. Hingga saat ini, konversi panjang gelombang adiabatik sebagian besar dicapai dengan menggeser frekuensi resonansi resonator, seperti resonator kristal fotonik, oleh efek pembawa. Namun, penggunaan pembawa memiliki masalah yaitu kontrol temporal yang sulit karena waktu difusi pembawa yang terbatas dan hilangnya resonator meningkat seiring dengan meningkatnya kepadatan pembawa. Dalam penelitian ini, konversi frekuensi adiabatik dengan kerugian rendah dan sangat terkendali dicapai dengan mengendalikan frekuensi resonansi resonator kaca yang disebut resonator optik mikro silika menggunakan efek Kerr optik, metode respons tanpa kehilangan dan seketika.
Gbr. 1 Diagram konseptual konversi frekuensi adiabatik. Dengan pembawa, frekuensi optik tetap dikonversi setelah operasi kontrol, tetapi dengan efek Kerr optik, frekuensi dapat dipulihkan.
Gbr. 2 menunjukkan hasil eksperimen. Jika tidak ada kontrol yang diterapkan pada frekuensi resonansi, output optik akan meluruh dengan mulus (garis solid abu-abu). Namun demikian, jika frekuensi resonansi dikontrol (area merah pada diagram), osilasi muncul pada output hanya selama periode ini (garis solid biru). Ini adalah detak yang disebabkan oleh efek interferensi antara cahaya asli dan cahaya dalam resonator yang frekuensinya sudah digeser, dan frekuensi detak sesuai dengan jumlah konversi frekuensi. Pada (a), konversi frekuensi meningkat seiring dengan peningkatan daya optik yang digunakan untuk mengontrol frekuensi resonansi, mencapai maksimum 140 MHz. Pada (b), respons cepat efek Kerr optik dieksploitasi untuk mencapai dua konversi. Pengamatan beberapa konversi frekuensi adiabatik belum pernah terjadi sebelumnya.
Gbr. 2 Hasil eksperimen konversi frekuensi adiabatik. (a) Ketergantungan daya. (b) Beberapa operasi. Panel bawah menunjukkan variasi waktu konversi frekuensi yang diperkirakan dari teori.
Respons cepat efek Kerr optik, juga memungkinkan pengaruh perbedaan fase antara cahaya asli dan cahaya yang dikonversi pada bentuk gelombang output untuk diselidiki, seperti ditunjukkan pada Gbr. 3(b). Hasil ini sesuai dengan teori. Hasil ini sesuai dengan teori.
Gbr. 3 Analisis pengaruh perbedaan fase pada. (a) Ketergantungan daya terhadap perbedaan fase. (b) Perbandingan dengan hasil eksperimen. Ketika beda fase mendekati nilai asli (π) (bawah), bentuk gelombang setelah operasi konversi sesuai dengan bentuk gelombang asli. Di sisi lain, jika perbedaan fase jauh dari nilai asli (atas), bentuk gelombang tidak kembali ke bentuk gelombang asli.
Kekuatan konversi frekuensi adiabatik adalah, bahwa frekuensi dapat dikonversi secara mulus dengan efisiensi 100% pada prinsipnya. Dikombinasikan dengan sifat low-loss dari penelitian ini, diharapkan dapat menemukan aplikasi dalam bidang-bidang seperti pemrosesan informasi kuantum. Penelitian ini juga memperdalam pemahaman kami tentang konversi frekuensi adiabatik.
Bahasa Indonesia 
日本語 
English 
简体中文 
Deutsch 
Français 
한국어 
Español 
Italiano 
العربية