Pembangkitan cahaya parametrik pita lebar menggunakan resonator mikro-optik kristal tunggal dengan nilai Q yang tinggi.

Penelitian

Pembangkitan cahaya parametrik pita lebar menggunakan resonator mikro-optik kristal tunggal dengan nilai Q yang tinggi.

Menuju bandwidth yang lebih luas dari elemen konversi panjang gelombang

Dalam beberapa tahun belakangan ini, penelitian dan pengembangan elemen resonator optik mikro berperforma tinggi telah aktif di seluruh dunia. Performa tinggi di sini mengacu ke "berapa lama cahaya dapat dikurung". Apabila cahaya terkurung dalam resonator optik mikro untuk waktu yang lama, fenomena yang dikenal sebagai konversi panjang gelombang non-linear terjadi akibat interaksi antara cahaya dan materi. Konversi panjang gelombang non-linear digunakan dalam contoh yang sudah dikenal, misalnya, penunjuk laser hijau. Tidak ada bahan atau benda apa pun di dunia ini yang bisa memancarkan panjang gelombang (warna) sesuka hati, dan ada sejarah panjang dalam pengembangannya setelah melalui penelitian yang panjang. Mungkin masih segar dalam ingatan Anda, bahwa seorang profesor Jepang dianugerahi Hadiah Nobel untuk teknologi LED yang memancarkan cahaya biru. Akan lebih baik lagi jika ada transduser yang dapat mengubah cahaya panjang gelombang A, yang dapat dipancarkan dengan mudah, menjadi cahaya panjang gelombang B, yang sulit dipancarkan, dan inilah yang disebut elemen konversi panjang gelombang.

Dalam penelitian ini, kami telah mendemonstrasikan konversi panjang gelombang broadband melebihi satu oktaf dengan menggunakan elemen resonator optik mikro Q tinggi yang dibuat dari magnesium fluorida. Secara khusus, dengan memasukkan cahaya eksitasi dengan panjang gelombang 1550,56 nm ke dalam elemen resonator, dua panjang gelombang, 1140 nm dan 2425 nm, dapat dihasilkan secara bersamaan. Juga ditunjukkan bahwa penyetelan panjang gelombang osilasi dapat dilakukan dengan memvariasikan panjang gelombang eksitasi. Secara umum, tidak mudah untuk mencapai konversi panjang gelombang optik pita lebar, dan struktur resonator yang paling penting ditentukan oleh simulasi yang disebut metode elemen hingga, sementara teknologi pemesinan canggih digunakan untuk fabrikasi. Hasilnya menunjukkan potensi tinggi resonator optik mikro sebagai elemen konversi panjang gelombang. Pengembangan lebih lanjut dari teknologi ini diharapkan dapat mengarah pada berbagai aplikasi di masa depan, termasuk pemrosesan laser dan komunikasi optik.

Kiri: Foto percobaan. Area kecil yang dilingkari warna merah adalah resonator optik mikro dengan diameter sekitar 500 mikrometer.
Kanan: spektrum optik yang diamati dalam eksperimen. Inset menunjukkan pengaturan eksperimen.

Sebagian dari pekerjaan ini didukung oleh JSPS (JP18J21797) Fellowship, Yayasan Amada dan Program Unggulan Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi untuk Fotonik dan Quantum Leap.
Penelitian ini didasarkan pada. Opt. Lett. vol. 44, No. 12, hal. 3146-3149 (2019).Informasi ini dipublikasikan di.