L'interruttore ottico a più bassa potenza al mondo che utilizza l'effetto Kerr ottico.

Ad oggi sono stati realizzati molti interruttori completamente ottici. Gli interruttori completamente ottici basati su micro-risonatori ottici fabbricati da semiconduttori sono superiori in termini di integrazione e consumo energetico, ma soffrono di perdite dovute alla generazione di portanti per il funzionamento dell'interruttore. Questa perdita può essere un problema quando gli interruttori sono utilizzati in applicazioni sensibili alle perdite, come la comunicazione di informazioni quantistiche, o quando gli interruttori sono collegati in cascata. L'effetto ottico Kerr, che non comporta la generazione di portanti, può essere utilizzato negli interruttori per risolvere questo problema, ma l'elevata potenza ottica richiesta per generare l'effetto ottico Kerr ha rappresentato un problema. In questo studio, la potenza richiesta per generare l'effetto ottico Kerr è stata ridotta in modo significativo utilizzando un risonatore silicatroide e l'interruttore è stato pilotato con successo con la potenza più bassa al mondo come interruttore ottico utilizzando l'effetto ottico Kerr.

I risonatori silicatroidi hanno un valore Q estremamente elevato e un piccolo volume di modo, per cui si può prevedere che l'effetto ottico Kerr si verifichi a basse potenze in ingresso (Fig. 1). Tuttavia, oltre all'effetto ottico Kerr, in questi risonatori è presente anche un effetto termo-ottico, causato dal calore generato dall'assorbimento della luce. Normalmente, solo l'effetto ottico Kerr non può essere utilizzato in modo selettivo perché l'effetto termo-ottico è maggiore dell'effetto ottico Kerr, ma in questa ricerca l'effetto ottico Kerr ha una velocità di risposta molto più elevata e abbiamo cercato di realizzare un interruttore ottico Kerr immettendo un impulso ottico con una larghezza di tempo così breve che il calore non può rispondere. L'effetto ottico Kerr ha un tempo di risposta molto più rapido di quello termico.

Fig. 2 Funzionamento di commutazione completamente ottico basato sull'effetto Kerr. La linea blu continua rappresenta l'uscita del segnale e l'area grigia indica l'ingresso della luce di controllo. L'uscita del segnale è normalizzata dall'uscita fuori risonanza. La linea rossa tratteggiata rappresenta l'uscita del segnale calcolata dalla simulazione.