빛을 작은 영역에 가두는 장치인 미세광공진기를 이용하면 다양한 비선형 파장 변환이 일어납니다. 간단한 예를 들어보자. 어떤 색(예를 들어 녹색)의 레이저 빛을 공진기에 넣으면, 나오는 빛이 파란색부터 빨간색까지 모두 포함된 무지개 빛이라는 현상이 실제로 일어날 수 있습니다. 이런 현상이나 나오는 빛을 우리는 광카컴이라고 부르며 연구를 하고 있습니다. (실제로 광카컴이라고 할 수 있는 것에는 여러 가지 조건이 있지만 여기서는 생략합니다). 그런데, 광카컴 자체는 매우 흥미로운 현상이지만, 그 발생을 위해서는 매우 많은 조건이 필요합니다. 특히 중요한 것은 굴절률에 관한 조건입니다. 이 굴절률에 관한 조건이 갖추어지지 않으면 광카컴의 발생은 불가능하다고 합니다.
본 연구에서는 일반적으로 광카컴의 발생이 어렵다고 알려진 조건에서 광카컴의 새로운 수치 시뮬레이션 모델을 제안하였다. 단일 공진기에서는 발생이 불가능하지만, 결합 공진기(여러 공진기를 조합한 모델)를 이용하면 광카컴이 발생 가능하다는 선행연구를 바탕으로, 그 실험결과를 보다 충실하게 재현하는 모델을 확립한 것이 특징입니다. 또한, 이 모델을 이용하여 기존의 계산 방법으로는 확인할 수 없었던 새로운 현상을 발견할 수 있어 앞으로의 연구 진전이 기대되고 있다.
그림 3: 결합 공진기를 이용한 다크펄스 생성의 개략도
그림 1: 다크 펄스 생성 시뮬레이션 결과
본 성과의 일부는 일본학술진흥회 학술연구비(JP15H05429) 및 특별연구자 장려비(JP18J21797)의 지원을 받았다.