通过诱导拉曼散射在微型光学谐振器中的拉曼Com发射。

研究

通过诱导拉曼散射在微型光学谐振器中产生拉曼梳子。

利用拉曼光谱实现脉冲光源的目标

微型光学谐振器是一种将光长时间限制在小体积内的元件,通过输入连续光(CW)可以增加谐振器内的光能。在这里,非线性光学效应的四波混合可以被诱导产生梳状的光谱光,其频率成分与共振频率相匹配(光学Kercomb)。这种光学Kercomb在频率轴上具有从10GHz到几个THz的宽模式间距,有望在光通信、微波振荡器、双梳分光镜和行星探测的光学频率梳校准光源中找到应用。除了使用四波混合的方法外,通过诱导拉曼散射(SRS)产生拉曼梳子的研究也有报道。

SRS是一种现象,即光和材料的分子振动之间的相互作用产生了频率低于载波频率的光。移位频率由介质分子的固有振动模式决定,所以拉曼增益光谱的形状因介质不同而不同。这种SRS用于光放大和激光振荡,但对于激光振荡,需要一个相对较高的输入功率,如用于光脉冲激发。然而,微型光学谐振器的高光约束性能使阈值泵浦功率大大降低,使之很容易从一个CW激光器产生SRS。在宽带拉曼增益激发多个谐振模式的条件下,会产生一个与谐振频率相匹配的多频拉曼组合。

在使用四波混合的光学克尔梳中,光谱变宽,同时满足相位匹配条件,因此每个频率分量的相位可以对齐。另一方面,在拉曼梳子中,无论相位匹配条件如何,光谱都会变宽,所以各个频率成分的相位通常是不一致的。然而,一些研究小组已经报告了锁相拉曼梳子的产生,它在紧凑型脉冲激光源、微波振荡器、传感器和光学相干断层扫描中具有潜在的应用。然而,拉曼彗星的生成过程、光谱形状控制和它们的参数依赖性还没有得到很好的理解。在这项研究中,硅玻璃的宽带拉曼增益光谱被用来阐明拉曼彗星的参数依赖性及其在硅棒微光共振器中的生成过程。

图1:(a)由硅棒谐振器产生的拉曼梳子(蓝线)和硅玻璃的拉曼增益光谱(红线)。(b) 拉曼梳的放大图。插图显示了所使用的硅棒谐振器。

这项工作的部分内容得到了日本科学促进会的科学研究补助金(JP15H05429)和杰出研究人员奖学金补助金(JP16J04286)的支持。
这项研究的基础是。 J. Opt. Soc. Amer. B, Vol. 35, No. 4, pp. 933-938 (2018).这些信息发表在