Oscillazione Raman Com in risonatori micro-ottici tramite scattering Raman indotto.

Un micro-risonatore ottico è un elemento che confina la luce in un piccolo volume per un lungo periodo di tempo e l'energia luminosa nel risonatore può essere aumentata immettendo luce continua (CW). In questo caso, la miscelazione a quattro onde di effetti ottici non lineari può essere indotta per generare una luce spettrale a pettine con una componente di frequenza corrispondente alla frequenza di risonanza (Kercomb ottico). Questo Kercomb ottico ha un'ampia spaziatura dei modi da 10 GHz a diversi THz sull'asse della frequenza e si prevede che troverà applicazioni nelle comunicazioni ottiche, negli oscillatori a microonde, nella spettroscopia a doppio pettine e nelle sorgenti luminose di calibrazione del pettine ottico di frequenza per l'esplorazione planetaria. Oltre al metodo che utilizza la miscelazione a quattro onde, sono stati riportati anche studi sulla generazione di un pettine Raman attraverso lo scattering Raman indotto (SRS).

L'SRS è un fenomeno in cui l'interazione tra la luce e le vibrazioni molecolari di un materiale genera luce con una frequenza inferiore alla frequenza del portatore. La frequenza di spostamento è determinata dai modi vibrazionali intrinseci delle molecole del mezzo, quindi la forma dello spettro di guadagno Raman varia a seconda del mezzo. Questo SRS viene utilizzato per l'amplificazione ottica e l'oscillazione laser, ma per l'oscillazione laser è necessaria una potenza di ingresso relativamente elevata, come nel caso dell'eccitazione di impulsi ottici. Tuttavia, le elevate prestazioni di confinamento della luce dei micro-risonatori ottici consentono di abbassare notevolmente la potenza di pompaggio di soglia, rendendo facile la generazione di un SRS da un laser CW. In condizioni in cui il guadagno Raman a banda larga eccita più modi risonanti, viene generato un pettine Raman multifrequenza che corrisponde alle frequenze risonanti.

In un pettine ottico Kerr che utilizza la miscelazione a quattro onde, lo spettro si allarga soddisfacendo la condizione di corrispondenza di fase, per cui le fasi di ogni componente di frequenza possono essere allineate. In un pettine Raman, invece, lo spettro si allarga indipendentemente dalla condizione di corrispondenza di fase, quindi le fasi delle singole componenti di frequenza non sono generalmente allineate. Tuttavia, diversi gruppi di ricerca hanno riportato la generazione di pettini Raman ad aggancio di fase, che hanno potenziali applicazioni in sorgenti laser pulsate compatte, oscillatori a microonde, sensori e tomografia a coerenza ottica. Tuttavia, il processo di generazione dei pettini Raman, il controllo della forma spettrale e la dipendenza dai parametri non sono ben compresi. In questo studio, lo spettro di guadagno Raman a banda larga del vetro di silice viene utilizzato per chiarire la dipendenza dai parametri dei pettini Raman e il loro processo di generazione nei risonatori micro-ottici a barra di silice.