分散制御した微小光共振器を利用した第三次高調波による青色光発生

私たちが「色」を感じるものは光の波長に密接に関係しています．人間が感じることのできる波長はおおよそ400~800 nmの領域に限られています．（1 nmは1 mの10億分の1の長さ）もちろんラジオや携帯の電波もすべて波と考えることができますが，これらはcmからmオーダーの波長であり，人間が目で感じることはできません．

今回，私たちはガラスで作製したシリカトロイド共振器というデバイスを用いて可視光（目に見える光）を狙った波長で狙った効率で発生できるような手法を発表しました．共振器に入力する元の光は1550 nm程度のレーザ光ですが，これは主に光通信に使われる不可視光です．しかし，共振器内で波長の変換（第三次高調波発生）が起きることにより可視光に変換ができます．これまでにも第三次高調波発生を用いて可視光を発生する試みは行われてきましたが，発生する波長は緑色から赤色に限られてきました．

そこで共振器の構造と共振モード（光の通る道）を最適に設計することで，これまで発生が難しかった波長438 nmの青色光の発生を確認しました．実験結果を図(a)(b)(c)に示します．さらに分散（光の感じる屈折率の波長依存性）を考慮することで発生する波長を厳密に制御できることも実証しました．前述したように私たちの先行研究から緑～赤色まではすでに観測されていたので，[http://www.phot.elec.keio.ac.jp/ja/research2016_11/]これで可視光帯のほぼすべてを微小光共振器の波長変換を使って発生することができるようになったといえます．[図(d)]

微小光共振器はチップ上に集積できる非常に小さなデバイス（直径 約50マイクロメートル）であるため，将来的には超小型波長変換器や可視光源としての利用できることが期待されています．