결합 공진기를 이용한 동적 광 버퍼

빛은 속도가 빠르기 때문에 작은 곳에 가두기가 어렵다고 알려져 있습니다. 따라서 광자 그대로 정보를 유지할 수 있는 광메모리의 실현은 어려운 과제이다. 이번에 우리는 2개의 실리카트로이드 미세광 공진기(=빛을 가두는 용기)라는 유리로 만든 미세한 소자를 이용하여 빛을 가두거나 읽어내는 것을 가능하게 하였습니다. 관찰할 수 있습니다. 우리는 두 개의 공진기를 결합하여 그 동작을 구현했습니다.

광메모리를 구현하기 위해 필요한 또 다른 동작은 임의의 타이밍에 빛을 읽어내는 동작이다. 이 소자는 테이퍼 광섬유와 결합되어 있기 때문에, 그 결합을 동적으로 조정할 수 있다면, 빛을 가두거나 꺼낼 수 있다. 마치 용기 뚜껑을 열고 닫는 것과 비슷하다. 그 동작을 실현하기 위해 아래 그림에 나타낸 C2 공진기를 게이트로 사용하여 그 공진기 파장을 C1과 일치시키거나 엇갈리게 함으로써 빛을 가두고 읽어낼 수 있도록 하였습니다.

기존에는 광결정으로 비슷한 소자를 구현했지만, 이번에는 빛을 가두는 기본 성능이 우수한 실리카 미세광 공진기를 사용하여 그 유지 시간을 20나노초까지 연장했다.

빛의 판독 동작이 아래 그래프에 표시되어 있습니다. 분홍색으로 표시된 영역이 제어광이 켜진 상태이며, 그 동안은 게이트가 닫혀 있다. 제어광을 끄면 빛을 꺼낼 수 있으며, 아래 그림에서 20나노초의 빛을 가둘 수 있음을 알 수 있는데, 20나노초 동안 진공 상태라면 빛은 약 6미터 정도 진행하는데, 이를 불과 100마이크로미터 정도의 용기에 가둘 수 있다는 것을 의미한다.