透過誘發拉曼散射在微光諧振器中發射拉曼 Com。
研究
透過誘發拉曼散射在微光諧振器中產生拉曼梳。
使用拉曼光譜實現脈衝光源
微光學諧振器是一種可以將光長時間限制在小體積內的元件,透過輸入連續光(CW)可以增加諧振器內的光能量。在此,可誘發非線性光學效應的四波混合,產生梳狀光譜,其頻率成分與諧振頻率相匹配(光 Kercomb)。這種光 Kercomb 在頻率軸上具有從 10 GHz 到幾 THz 的寬模式間距,可望應用於光通訊、微波振盪器、雙梳光譜學和行星探索的光頻梳校正光源。除了使用四波混合的方法之外,也有透過誘導拉曼散射 (SRS) 產生拉曼梳狀光源的研究報告。
SRS 是一種光與材料的分子振動互動產生頻率低於載波頻率的光的現象。移動頻率由介質分子的內在振動模式決定,因此拉曼增益光譜的形狀會因介質的不同而有所差異。這種 SRS 可用於光放大和雷射振盪,但對於雷射振盪,需要相對較高的輸入功率,例如光脈衝激發。然而,微光學諧振器的高光局限性能可大幅降低閥值泵浦功率,因此很容易從 CW 雷射產生 SRS。在寬頻拉曼增益激發多個共振模式的條件下,會產生與共振頻率相匹配的多頻拉曼梳。
在使用四波混頻的 Kerr 光學梳中,光譜會在滿足相位匹配條件的同時擴大,因此各頻率分量的相位可以對齊。另一方面,在拉曼梳子中,無論相位匹配條件如何,光譜都會變寬,因此各頻率分量的相位通常無法對齊。然而,有幾個研究小組已經報告過鎖相拉曼光束的產生,這些光束在小型脈衝雷射光源、微波振盪器、感測器和光學相干斷層掃描上都有潛在的應用。然而,拉曼脈衝的產生過程、光譜形狀控制及其參數依賴性都還不甚明瞭。本研究利用矽玻璃的寬頻拉曼增益光譜來闡明拉曼彗星的參數依賴性及其在矽棒微光諧振器中的產生過程。

圖 1:(a) 由矽棒諧振器 (藍線) 產生的拉曼梳光譜,以及矽玻璃的拉曼增益光譜 (紅線)。(b) 拉曼梳的放大圖。插圖顯示使用的矽棒諧振器。
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