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

Patch Kulit Baru Terus Melacak Sinyal Kardiovaskular dan Tingkat Biokimia

Tambalan lembut dan memanjang ini dapat memantau tekanan darah pembawa dan tingkat biokimia pada saat yang bersamaan. Kredit: lab Wang / UC San...

Badan Antariksa Eropa sedang merencanakan misi untuk menjelajahi gua-gua di Bulan

Memasuki tabung lava bulan. Permukaan Bulan ditutupi oleh jutaan kawah, tetapi juga memiliki ratusan lubang berdinding curam yang dikenal sebagai lubang. Seperti...

Pola Mayer memfasilitasi penemuan lapisan isolasi baru yang tidak terduga

Pola moiré dibentuk oleh dua jaring sarang lebah. Kredit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside Studi yang dipimpin UC Riverside mengamati fase isolasi yang tidak...

Retrovirus Mendaur Ulang Genom Koala dan Kanker

Koala di Hutan. Uang: A. Gillett Koala retrovirus (KoRV) adalah virus yang, seperti ARV lain, menginfeksi dirinya sendiri DNA dari kulit yang terinfeksi. ...

Jendela Pandu Gelombang Surya Bercahaya Menghasilkan Energi Dari Dalam dan Dari Luar

Insinyur Universitas Rice telah merancang dan membangun jendela yang mengarahkan sinar matahari atau pencahayaan dari dalam ke sel surya berpita tepi. Lapisan tengah...

Newsletter

Subscribe to stay updated.