후방 산란광에 의한 모드 결합 하에서의 광 카콤의 동작의 해명

광카컴(마이크로컴)은 마이크로 광공진기에 저출력 연속광을 입력하면 3차 비선형 과정을 통해 발생하며, 최근 새로운 광원으로 주목받고 있다. 입구에서는 단색의 빛이 공진기에서 나오면 주파수 축 상에서 등간격성이 보장된 '다색의 빛'으로 변환되며, 이들은 빛의 측정기(기준)로서의 활용뿐만 아니라 다양한 응용이 기대되고 있다.

본 연구에서는 공진기에 부착된 미세입자나 구조적 결함으로 인해 발생하는 후방산란광이 광카컴의 발생에 어떤 영향을 미치는지에 대해 수치 시뮬레이션과 실험의 양면으로 접근하였다. 서로 반대 방향으로 전파하는 두 개의 빛은 '모드 결합 상태'를 형성하는 것으로 알려져 있는데, 이 결합의 강도가 강할수록 모드 동기화된 고품질의 광카컴 발생이 어려워진다는 것을 밝혀냈다. 그림에 나타낸 실험 결과는 펌프 방향의 광카컴의 강도[그림 (a)]와 후방 산란된 광카컴의 강도[그림 (b)]에 각각의 세로 모드의 결합 강도가 깊이 관여하고 있음을 보여준다. 대학 실험실과 같은 깨끗한 환경이 아닌 실제 제품으로서의 활용을 가정했을 때 예상치 못한 입자의 부착이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 고려할 때, 본 연구에서 제시하는 결과와 지침이 광카컴의 응용에 큰 가치를 가질 수 있을 것으로 기대된다.