Generazione di luce parametrica a banda larga mediante risonatori micro-ottici a cristallo singolo ad alto valore Q.

Negli ultimi anni, la ricerca e lo sviluppo di micro-elementi di risonanza ottica ad alte prestazioni è stata attiva in tutto il mondo. Per prestazioni elevate si intende "quanto a lungo la luce può essere confinata". Quando la luce viene confinata a lungo in un micro-risonatore ottico, si verifica un fenomeno noto come conversione non lineare della lunghezza d'onda, dovuto all'interazione tra luce e materia. La conversione non lineare della lunghezza d'onda è utilizzata in esempi familiari come i puntatori laser verdi. Non esiste al mondo un materiale o un oggetto conveniente che possa emettere qualsiasi lunghezza d'onda (colore) a piacimento, ed esiste una lunga storia di sviluppo dopo lunghe ricerche. Forse è fresco di memoria il fatto che un professore giapponese abbia ricevuto il premio Nobel per la tecnologia LED che emette luce blu. Sarebbe bello se esistesse un trasduttore in grado di convertire la luce di lunghezza d'onda A, che può essere emessa facilmente, in luce di lunghezza d'onda B, difficile da emettere.

In questo studio abbiamo dimostrato la conversione di lunghezza d'onda a banda larga oltre un'ottava utilizzando un micro-elemento risonatore ottico ad alto Q fabbricato in fluoruro di magnesio. In particolare, immettendo nell'elemento risonatore una luce di eccitazione di lunghezza d'onda pari a 1550,56 nm, è stato possibile generare contemporaneamente due lunghezze d'onda, 1140 nm e 2425 nm. È stato inoltre dimostrato che la sintonizzazione della lunghezza d'onda di oscillazione è possibile variando la lunghezza d'onda di eccitazione. La struttura del risonatore più importante è stata determinata mediante una simulazione nota come metodo degli elementi finiti, mentre per la fabbricazione è stata utilizzata una tecnologia di lavorazione all'avanguardia. I risultati mostrano l'elevato potenziale dei micro-risonatori ottici come elementi di conversione della lunghezza d'onda. Si prevede che l'ulteriore sviluppo di questa tecnologia porterà in futuro a diverse applicazioni, tra cui l'elaborazione laser e le comunicazioni ottiche.