Fabbricazione di micro-risonatori ottici con tecniche di crescita del cristallo.

Nel Laboratorio Tanabe, i micro-risonatori ottici vengono fabbricati utilizzando tecniche di crescita dei cristalli. Finora i risonatori sono stati fabbricati con silicio e silice, ma recentemente i materiali cristallini dielettrici hanno attirato l'attenzione. Questo perché i risonatori micro-ottici realizzati con materiali cristallini possono realizzare la modulazione e il confinamento ottico ad alte prestazioni utilizzando effetti elettro-ottici, e si prevede che contribuiranno allo sviluppo dell'elaborazione del segnale ottico ad alta efficienza e alla ricerca sull'elaborazione dell'informazione quantistica. In questo studio, i risonatori micro-ottici sono stati fabbricati utilizzando una tecnica di crescita del cristallo chiamata crescita del piedistallo riscaldata dal laser (LHPG).

Il metodo LHPG è stato sviluppato per produrre un laser a fibra e il punto chiave della tecnica è stato come produrre un'asta di cristallo con un diametro liscio e uniforme. Tuttavia, siamo riusciti a fabbricare una parte dell'asta che cambia diametro e confina la luce modificando la velocità di trazione del cristallo al centro dell'asta. Questo è il primo tentativo al mondo di fabbricare un micro-risonatore ottico con il metodo LHPG. (Fig. 1)

In questo studio, è stato fabbricato un micro-risonatore ottico ad alte prestazioni con un valore Q di 1,6×104, che rappresenta le prestazioni di confinamento della luce, utilizzando lo zaffiro (Fig. 2). In futuro, contiamo di migliorare ulteriormente le prestazioni riducendo il volume del modo e la rugosità della superficie.

Parte di questa ricerca è stata finanziata dal Programma di promozione della ricerca e sviluppo in materia di informazione e comunicazione (SCOPE). La ricerca è stata inoltre sostenuta finanziariamente dal Science and Technology Research Fund (2560018) e dal Next Generation Research Project Promotion Programme della Keio University.