利用負熱光效應自動產生孤子。

光頻梳由 Hänsch 等人於 1999 年提出，目前已廣泛應用為「光的量度」，其梳型光譜可進行精確的光頻量度。這項技術在 2005 年榮獲諾貝爾物理學獎，並在 2009 年被日本採納為國家長度標準。近年來，將光學梳頻器的產生器（諧振器）小型化至微尺度並節省能源的光學梳頻器研究十分活躍。光學梳頻器最穩定的狀態稱為光孤子，先前的研究顯示，只要適當改變輸入光的波長相對於諧振波長，即可獲得此種狀態。然而，儘管諧振波長在光凱梭的實際產生過程中會受到吸收等因素所產生的熱量影響（熱光效應），但考慮到熱量效應的研究還很少。

在本研究中，我們開發了一個新的計算模型，將熱效應納入考量，特別是利用負熱光效應產生光孤子的方法，在計算上得到了證實，這是之前未曾考慮過的。

圖 2(a) 顯示 CaF₂當使用諧振器作為模型時，計算結果如圖所示。圖 2(a) 顯示光強度在 0 ms 時輸入後迅速增加，然後降低並轉換到穩定狀態。圖 2(b,c)顯示在此最後的穩定狀態下，光在諧振器中的時間波形和光譜。此結果顯示陡峭的脈衝 (光孤子) 在諧振器中產生，且光譜具有乾淨的梳形。其機制如圖 2(d)所示。首先，當輸入接近諧振波的波長時，光會被限制在諧振器內，其強度會快速增加。由於光 Kerr 效應，這會導致共振波長向長波長一側偏移。然後，由於光的吸收會產生熱量，在負熱光學效應下，共振波長會移到短波長一側。這種由於熱光效應所造成的共振波長改變，實際上等同於將輸入波長改變到較長波長一側，這是已知的孤子產生方法，也是孤子產生的原理。

這項成果顯示，孤子可以自動產生，而無需改變光源的輸入波長（如傳統做法），可望成為更簡單、更實用的光學汽車通訊產生方式之一。