CLEO/Europa-EQEC 2017 Mika Fuchida

CD-7.4 Generazione piezoelettrica di seconde armoniche in un risonatore a galleria di sussurri (Christoph S. Werner, Univ. di Friburgo).

In questa ricerca è stato fabbricato un risonatore ibrido di WGM con un elemento piezoelettrico sul suo asse e la lunghezza d'onda di risonanza può essere regolata controllando il raggio. Il risonatore è stato fabbricato praticando prima un foro di alcuni mm in un wafer di LiNbO3 mediante lavorazione laser, incollandolo a un perno piezoelettrico, quindi montandolo su un mandrino e utilizzando lo stesso laser per modellare il bordo, seguito da rettifica e lucidatura per ottenere la forma e la superficie finali. Il laser è un laser a femtosecondi da 150 fs con una potenza di 1 W e una lunghezza d'onda centrale di 388 nm, che viene regolata a passi di 1,2 nm (se la lunghezza d'onda è troppo corta, la superficie si fonde troppo e diventa irregolare, il che è negativo). La larghezza del risonatore è di soli 100 µm per uno spessore di 250 µm e un diametro di diversi mm, e si ottiene un valore Q di circa 108. L'applicazione di una tensione all'elemento piezoelettrico modifica fisicamente la geometria del risonatore, consentendo una sintonizzazione senza mode-hop della luce SHG intorno a 520 nm con un intervallo di 28 GHz (intervallo superiore a FSR). Questo metodo è superiore alla sintonizzazione basata sulla temperatura in quanto la velocità di sintonizzazione è maggiore.

CD-8.3 Risonatori laser-attivi a galleria sussurrante come piattaforma versatile per la miscelazione ottica a tre onde (Simon J. Herr, Univ. di Friburgo).

Questo lavoro, presentato nella sessione orale del CD-7 e nell'omonima sezione Nonlinearities in resonant structures, è il primo esempio di conferma simultanea dell'oscillazione laser e dei processi non lineari del secondo ordine in un singolo risonatore a galleria sussurrante (WGR). I micro-risonatori ottici WGR hanno attirato l'attenzione come sorgente di luce a banda larga grazie alla loro elevata efficienza e conversione di frequenza. Tuttavia, i metodi convenzionali per generare effetti non lineari richiedono l'accoppiamento esterno di un laser con una larghezza di linea stretta e una lunghezza d'onda sintonizzabile, il che pone requisiti tecnici significativi per le applicazioni reali. Nel metodo dimostrato in questo studio, un laser CW economico (lunghezza d'onda di circa 820 nm) con una larghezza di linea di diversi GHz e nessuna larghezza di linea stretta viene prima accoppiato al WGR come luce di pompa. Poiché anche l'FSR del risonatore è di diversi GHz in questo momento, si accoppia sempre a un modo con un valore Q di circa 105 (larghezza di linea di diversi GHz). Questa luce oscilla come un laser drogato Nd in un modo a larghezza di linea stretta (lunghezza d'onda di circa 1080 nm) e la generazione della seconda armonica avviene nel risonatore LiNbO3 drogato Nd (lunghezza d'onda di circa 540 nm). In questo modo, la luce di pompa necessaria per generare effetti non lineari del secondo ordine può essere fornita da un laser che oscilla nello stesso risonatore, semplificando notevolmente il sistema ed eliminando la necessità di un laser costoso. Inoltre, è stato confermato un processo ottico parametrico, anche se non è stata dimostrata una relazione causale se questo sia dovuto alla luce laser generata nel risonatore, e si prevede la realizzazione di una sorgente luminosa a banda larga autopompante.

CE-8.6 Imaging di generazione di seconda armonica per la caratterizzazione della struttura cristallina nei nanofili IIIV (Maria Timofeeva, ETH Zurigo).

Questa è stata l'ultima presentazione della sessione intitolata Ottica non lineare e, sebbene non sia direttamente collegata al tema di ricerca del Tanabe Lab, è stata interessante e ne parlerò qui. In una sessione tenutasi in una sala più piccola dietro la presentazione di Honda, il gruppo di Ingo ha presentato una ricerca su dispositivi integrati pratici a temperatura ambiente facendo crescere uno strato di KTN, un materiale che provoca effetti EO e Kerr più elevati rispetto all'LN e ad altri materiali, su MgO. La ricerca qui presentata dimostra un metodo per l'imaging della struttura cristallina dei materiali in cui si verifica l'SHG, senza la necessità di tagliare irreversibilmente il materiale in fette sottili come nel TEM. Il campione è un nanofilo di GaAs e una sorgente di luce pulsata di 3,5 mW a 820 nm viene applicata all'intero campione per generare la seconda generazione armonica; la distribuzione dell'intensità della luce a 410 nm viene acquisita utilizzando una telecamera CCD con ingrandimento dell'immagine elettronica. (2) Il tensore è noto per ciascuno di essi. Pertanto, ruotando la polarizzazione della sorgente di luce pulsata e ottenendo la distribuzione dell'intensità in coordinate polari, è possibile determinare il tipo di struttura cristallina nel punto di osservazione e, anche se si tratta di una miscela, il rapporto tra le due. Questo metodo non richiede il vuoto o una temperatura ultrabassa, non richiede la scansione e non è un'ispezione distruttiva, quindi si prevede che possa essere applicato per verificare se un elemento ottico ha una struttura cristallina pura o un'eterostruttura periodica.