Sisir frekuensi optik telah menemukan dimensi baru

Gear soliton dalam peredup fotonik. Kredit: EPFL / Alexi Tikan

Denyut cahaya periodik yang membentuk sisir dalam domain frekuensi banyak digunakan untuk penginderaan dan penjangkauan. Kunci untuk meminimalkan teknologi ini menuju solusi terintegrasi chip adalah generasi soliton disipatif dalam mikrosonator berbentuk cincin. Soliton terisolasi adalah pulsa diam yang berputar di sekitar keliling resonator nonlinier.

Sejak demonstrasi pertama mereka, proses pembentukan soliton disipatif telah dipelajari secara ekstensif dan hari ini dianggap sebagai pengetahuan buku teks. Beberapa arahan untuk pengembangan lebih lanjut telah diteliti secara aktif oleh berbagai kelompok penelitian di seluruh dunia. Salah satu aspek ini adalah produksi pelarut dalam resonator kopling. Efek gabungan dari banyak resonator menjanjikan kinerja dan kontrol yang lebih baik atas sisir frekuensi, menyerap dimensi lain (spasial).

Tetapi bagaimana kombinasi regenerator tambahan mengubah proses produksi soliton? Semua jenis pendulum pengenal yang saling memengaruhi tidak dapat lagi dianggap sebagai kumpulan komponen individual. Karena terjadinya hibridisasi, eksitasi sistem semacam itu memengaruhi semua komponennya dan sistem secara keseluruhan harus dirawat.

Kasus paling sederhana ketika hibridisasi terjadi adalah dua pendulum penggandeng atau, dalam istilah molekuler, sebuah dimmer. Selain liontin majemuk dan atom yang membentuk molekul, mode mikrokontroler optik yang terhubung mengalami hibridisasi tetapi tidak seperti sistem lain, jumlah mode yang terlibat besar (biasanya puluhan hingga ratusan). Oleh karena itu, soliton dalam peredup fotonik dibentuk dalam mode hibridisasi yang melibatkan kedua resonator, yang menambahkan derajat kontrol lain jika seseorang memiliki akses ke parameter hibridisasi.

Roda gigi sebagai mode peredup himne

Roda gigi adalah mode hibrid dari peredup dan profil spektral dari soliton roda gigi. Kredit: EPFL / Alexi Tikan

Dalam makalah penelitian yang diterbitkan di Fisika Alam, Penelitian IBM di Eropa yang dipimpin oleh peneliti Tobias J. Kippenberg di EPFL dan Paul Sidler mendemonstrasikan generasi soliton yang telah punah dan oleh karena itu menunjukkan sisir frekuensi terintegrasi dalam molekul fotonik yang terdiri dari dua mikrosaturator. Pembangkitan soliton dalam dimer mengacu pada dua soliton counter-propagating di kedua cincin resonan. Medan listrik yang mendasari di belakang setiap mode peredup diputar berlawanan arah dengan kedua roda gigi, itulah sebabnya soliton dalam peredup fotonik disebut soliton roda gigi. Dengan menggambar pemanas pada kedua resonator, dan dengan demikian mengontrol hibridisasi, penulis mendemonstrasikan penyetelan waktu nyata dari sisir frekuensi berbasis soliton.

Bahkan sistem dimer yang lebih sederhana, bersama dengan generasi soliton hibridisasi (roda gigi), telah membuktikan berbagai fenomena kemunculan, fenomena yang tidak hadir pada tingkat partikel tunggal (resonansi). Misalnya, para peneliti telah memprediksi efek soliton hopping: pertukaran energi periodik antara resonator yang membentuk dimensi sambil mempertahankan keadaan seperti salon. Fenomena ini dapat digunakan untuk buah generasi tunggal secara simultan di kedua keluarga mode hibridisasi yang interaksinya mengarah ke osilasi energi ke soliton hopping, misalnya, untuk pembuatan sisir yang dapat dikonfigurasi dalam domain frekuensi radio.

Alexei Tikan, seorang peneliti di Laboratory of Photonics and Quantum Measurement di EPFL, mengatakan, “Fisika generasi soliton dalam resonansi tunggal relatif dipahami dengan baik saat ini.” “Lapangan sedang menjajaki aspek pengembangan dan perbaikan lainnya. Resonator gabungan adalah salah satu dari sedikit aspek tersebut. Pendekatan ini akan memungkinkan penggunaan ide-ide dari bidang fisika yang berdekatan. Misalnya, seseorang dapat membentuk isolator topologi (dikenal dalam fisika keadaan padat) dengan memasang regenerator ke kisi, yang dapat membuat sisir frekuensi kuat yang tahan terhadap kesalahan kisi dan pada saat yang sama memperoleh keuntungan dari peningkatan derajat efisiensi dan kontrol. Pekerjaan kami telah mengambil langkah menuju ide-ide menarik ini! “

Referensi: A. Tikan, J. Rimonsberger, K. Komagata, S. Hanl, M. Churav, c. Pindai, H. Guo, RN Wang, J. “Fenomena non-linier dalam dimmer fononik yang mengganggu yang dikendalikan oleh Liu, P.” Sidler dan TJ Kipenberg, 15 Februari 2021, Fisika Alam.
DOI: 10.1038 / s41567-020-01159-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.