在超高 Q 值諧振器中儲存寬頻光。
研究
在超高 Q 值諧振器中儲存寬頻光。
超越頻率與時間之間的 Fourier 極限關係。
超高 Q 值諧振器可望應用於各個領域,例如利用光進行生物成像和信號處理。由於諧振器的高光局限性能,長時間局限在一個地方的光可以與物質產生強烈的相互作用。

圖 1 (a) 傅立葉限制和啁啾脈衝。(b) 諧振器頻譜與輸入頻譜。
然而,長時間限制光的能力導致無法在短時間內儲存光,因此認為超短脈衝光無法儲存於超高 Q 值的諧振器中。若以頻率軸來考量,超短脈衝光的光譜寬度是寬頻的,從傅立葉轉換關係可以看出,而高 Q 值諧振器的諧振光譜寬度是窄頻的,通常只能儲存與諧振光譜寬度相同頻寬的脈衝光。因此,若要研究具有寬頻分量的光與物質之間的互動,就必須盡可能使用低 Q 值的諧振器。我們的目標是透過成功結合 Kerr 效應與 chirp 技術,來儲存脈寬超過 Q 值限制的光:Kerr 效應會將共振頻率移至低頻一側,因此如果輸入脈衝光的瞬間頻率隨著共振光譜的移動而改變,就有可能儲存脈寬長於共振光譜寬度的光。Kerr 效應會使共振頻率向低頻一側偏移。我們已證實,只要在高斯型超短脈衝光中加入最佳的前啁啾,就能在窄線寬諧振器中儲存寬頻光。

圖 2 (a) 不同啁啾量的輸入輸出能量比。(b) 最佳條件下的輸入輸出頻譜。
我們的分析是基於耦合模式理論方程式。所使用的模型是 Q 值為 3×10 的耦合模式。6 (光子壽命:2.46 ns),並嘗試儲存最佳啁啾超短脈衝。
在本研究中,我們已經計算出最佳的啁啾量,以獲得光子壽命為 2.46 ns、半最大值全寬 (FWHM) 為 0.37 的諧振器。 研究顯示,可以儲存脈衝時間為 1.5 ns 的脈衝光。我們希望這能夠在高 Q 值諧振器中實現具有通訊速率和超寬帶感測功能的全光邏輯電路,而這些功能在過去是不可能實現的。
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