Summary
Efficiënte productie van niet-lineaire verschijnselen in verband met de derde orde optische non-lineaire gevoeligheid Χ (3) interacties in drievoudig resonante silica microsferen wordt in dit document. De interacties gemeld hier zijn: gestimuleerde Raman Scattering (SRS), en vier wave mixing processen bestaande uit gestimuleerde Anti-Stokes Raman Scattering (SARS).
Abstract
Diëlektrische microsferen kan licht en geluid te beperken tot een bepaalde tijd door middel van hoge kwaliteit factor fluisteren galerij modi (WGM). compacte laserbronnen, zeer gevoelige biochemische sensoren en niet-lineaire verschijnselen: glazen microbolletjes kan als een opslag van energie, met een enorme verscheidenheid aan toepassingen worden gedacht. Een protocol voor de vervaardiging van zowel de microsferen en het koppelingssysteem wordt gegeven. De hier beschreven koppelaars zijn tapse vezels. Efficiënte productie van niet-lineaire verschijnselen in verband met de derde orde optische non-lineaire gevoeligheid Χ (3) interacties in drievoudig resonante silica microsferen wordt in dit document. De interacties gemeld hier zijn: gestimuleerde Raman Scattering (SRS), en vier wave mixing processen bestaande uit gestimuleerde Anti-Stokes Raman Scattering (SARS). Een bewijs van de holte versterkte verschijnsel wordt gegeven door het gebrek aan correlatie tussen de pomp signaal en idler: een resonante modus moet bestaan om het paar te verkrijgenvan het signaal en leegloper. In het geval van hyperparametric oscillaties (menging vier wave en gestimuleerd anti-Stokes Raman scattering), moet de modes het behoud van energie en impuls te vervullen en, last but not least, hebben een goede ruimtelijke overlap.
Introduction
Whispering gallery mode resonatoren (WGMR) tonen twee unieke eigenschappen, een lange levensduur en foton kleine mode volume dat de verlaging van de drempel van niet-lineaire verschijnselen 1-3 toestaan. Whispering Gallery modi zijn optische modi die op de diëlektrische lucht-interface zijn beperkt door totale interne reflectie. De kleine modus volume vanwege de hoge ruimtelijke beperking dat de tijdelijke beperking houdt verband met de kwaliteitsfactor Q van de holte. WGMR kunnen verschillende geometrieën en er zijn verschillende fabricagetechnieken die geschikt zijn voor het verkrijgen van hoge Q resonatoren 4-6 Oppervlaktespanning holtes zoals silica microsferen vertonen in de buurt van atomaire schaal ruwheid, wat zich vertaalt in een hoge kwaliteit factoren. Beide soorten opsluiting aanzienlijke vermindering van de drempel voor niet-lineaire effecten als gevolg van de sterke energie opbouw in de WGMR. Het staat ook continue golf (CW) niet-lineaire optica.
WGMR kan worden beschreven met behulp van the kwantumgetallen n, l, m en de polarisatietoestand met sterke analogie van het waterstofatoom 7. De sferische symmetrie maakt de scheiding radiale en angulaire afhankelijkheden. De radiale oplossing wordt gegeven door Besselfuncties, de hoekige die door de sferische harmonischen 8.
Silica glas is centrosymmetrische en dus tweede orde verschijnselen in verband met Χ (2) interacties worden verboden. Op het oppervlak van de microsfeer wordt de inversie van symmetrie gebroken en Χ (2) verschijnselen waar te nemen 1. Echter phase matching voorwaarden voor tweede-orde frequentie generatie problematischer dan het equivalent in derde generatie orderfrequentie, vooral omdat de betrokken golflengten heel anders en de rol van dispersie kan zeer belangrijk zijn. De tweede orde interacties zijn uiterst zwak. De opgewekte energie schalen met Q 3, terwijl voor een third Om de interactie van de opgewekte stroom schalen met Q 4. 9 Om die reden is de focus van dit werk is de derde orde optische non-lineaire gevoeligheid Χ (3) interacties zoals gestimuleerde Raman Scattering (SRS) en gestimuleerd Antistokes Raman Scattering (SARS) , zijnde SARS de minder bestudeerde interactie 10,11. Chang 12 en Campillo 13 een pionier in de studie van niet-lineaire verschijnselen met behulp van druppels van sterk niet-lineaire materialen WGMR maar de pomp laser werd gepulseerd plaats van CW. Silica microbolletjes 14,10 en 15 microtoroids ontvangen stabieler en robuuster platforms vergeleken met de microdruppels, het verkrijgen van veel aandacht in de afgelopen decennia. In het bijzonder silica microsferen zijn zeer eenvoudig te vervaardigen en te hanteren.
SRS is een pure winst proces dat gemakkelijk kan op silica WGMR 14,15, aangezien een drempelwaarde bereikt is voldoende. In dit geval is de hoge circulating intensiteit in de WGMR garandeert Raman laserwerking, maar parametrische oscillaties onvoldoende. In deze gevallen efficiënter oscillaties vereisen fase en mode matching, energie- en impulswet en een goede ruimtelijke overlap van resonantiemodussen te vervullen 16-18. Dit geldt voor SARS en FWM in het algemeen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Fabricage van Ultrahoog Factor van Quality microsferen
- Strip ongeveer 1-2 cm van een standaard single-mode (SMF) silica fiber buiten zijn acryl coating met een optische stripper.
- Reinig het gestripte deel met aceton en klieven het.
- Invoering van de gesplitste tip in een arm van een fusie lasapparaat en produceren een reeks van elektrische boog ontladingen met behulp van de splicer controller. Selecteer "handbediening" in het menu lasapparaat controller, stelt de waarden voor arc vermogen en de Arc de duur tot 60 en 800 msec, respectievelijk; "ARC" selecteren en druk op de bodem "+".
- , Stoppen zodra een bol vorm aan te nemen, draait u de vezel 90 ° en herhaal stap 1.3.
- Herhaal stap 1,3 minstens 4 keer een microsfeer van ongeveer 160 urn. Herhaal 16 keer een microsfeer van ongeveer 260 urn.
Opmerking: De elektrische boog ontladingen zal de hoge smelttemperatuur nodig kwartsglas smelten produceren. de surface spanning zal een bolvormige van de vertederd fiber tip te trekken; de grootte van de bolletjes is recht evenredig met het aantal shots boog, verzadigen bij een diameter van ongeveer 350 urn, zoals te zien is in figuur 1 19. De rotatie zorgt voor een bolvorm van de resonator.
2. Het tekenen van een taps toelopende Fiber
Opmerking: De tapse vezel is ook nodig voor het koppelen van licht in de microresonators. De grootte van de microbolletjes zal de taille van de tapsheid bepalen. Voor bol diameters groter dan 125 um, kan de diameter van de tapsheid van ongeveer 3-4 urn. Voor kleinere, de diameter van de conus kleiner moet zijn, zeg 1-2 urn. Om de verliezen op een laag niveau te houden en slechts één modus in de taps toelopende sectie (de fundamentele één) hebben, het afbouwen moet adiabatische (geleidelijke overgang van dik naar dun diameter) zijn. De typische lengte van het tapse gedeelte adiabatische ongeveer 2 cm. FiguRE 2 toont de zelfgemaakte inrichting voor het trekken van de vezel en Figuur 3A toont een microphoto van een typische taille zone.
- Strook 3-4 cm van een standaard single-mode (SMF) silica fiber buiten zijn acryl coating met behulp van een optische stripper, en sluit de vezeluiteinden een laser (input) en een vermogensmeter (output). Zorg ervoor dat het gestripte gebied is ongeveer in het midden van de vezel, niet aan een uiteinde. Gebruik een kale vezel terminator om te kunnen verbinden de vezeluiteinden de laser en krachtmeter. Plaats de laser en de stroom meter boven de werkbank.
- Plaats de gestripte vezel in een korte alumina cilinder en de uiteinden van de beklede vezel in twee fasen vertaling die gelijktijdig bedienen tijdens het trekproces.
- Verwarm de alumina cilinders (die fungeert als een oven) door een zuurstof-butaan vlam tot een temperatuur dichtbij een smeltpunt van silica (ongeveer 2100 ° C).
- Afleiden de adiabaticiteit van de conus van de observation van de transmissie van laserlicht werkt bij 635 nm. Controleer of aan de uitgang een homogene cirkelvormige spot behouden blijven taps, wat aangeeft dat er geen scrambling modus plaatsvindt. Stop met het trekken en met pensioen gaan de vlam wanneer het uitgezonden vermogen stopt oscillerende, en is constant in de tijd.
- Lijm de tapse vezel in een microscoop glasplaatje gevormd in de vorm van een U om de conus huisvesten (zie figuur 3B). Gebruik een microscoop glasplaatje van afmetingen 76x26x1.2 mm.
3. Fabricage van kleine microsferen
Opmerking: Kleine microbolletjes met een diameter die kleiner zijn dan een standaard glasvezel bekleed vereisen voorafgaande afbouwen van de vezel. De minimumdiameter zo verkregen ongeveer 25 urn.
- Door het volgen van deel 2, trek je een taps toelopende vezel, trekken tot het breekt.
- Volg alle stappen van deel 1 (fabricage van UHQ microsferen), maar in stap 1.3, de waarden op de splicer co wijzigenntroller als volgt: arc vermogen 20, duur arc 1200 msec.
4. Koppeling Licht in de microsfeer
Let op: We maken gebruik van de conus te koppelen licht in de microbolletjes en meet de resonanties van de microresonator.
- 4,1. Bereid een T-vormige PVC / aluminium houder met een kanaal in het midden. Bevestig de resterende fiber steel van de microsfeer met een stuk van de whisky magie of papier tape in de houder. Klem de houder met twee schroeven in een vertaling podium met piëzo-elektrische actuatoren en een positionering resolutie van 20 nm.
- Bevestig de versmalling vastgelijmd aan het glaasje in een andere vertaling podium met de schuif vlak loodrecht op de microsferen fiber steel. Splice de uiteinden van de conus aan beëindigd glasvezelkabels. Sluit het ene uiteinde van de afstembare diodelaser en de andere om een InGaAs fotodiode detector.
- Gebruik een microscoop buis met lange werkafstand (> 20 mm) om samen tentrol de spleet tussen de conus en microsfeer. Om het systeem te controleren in de andere richting plaats een spiegel bij 45 ° ten opzichte van de buis richting, zodat de positie van de conus ten opzichte van de equator van de microbolletjes kan worden geregeld.
- Plaats de evenaar van de microsferen in contact met het tapse vezel.
- Schakel de laser en controleer de transmissie spectrum van de microsfeer-conus systeem in een oscilloscoop.
- Tunen van de CW-laser werkt bij 1550 nm tot resonanties verschijnen. De resonanties kan worden geïdentificeerd als Lorentz gevormd dips in het spectrum.
- Meet de resonantie lijnbreedte (volledige breedte half maximum van de Lorentz gevormde dip). Bereken de Q factor van de frequentie van de pomp gedeeld door de resonantie lijnbreedte.
- Verkleinen / vergroten de afstand tussen de bol en de conus, veranderen zowel resonantie breedte en diepte voor het verhogen / verlagen van de koppeling efficiëntie.
- Plaats een erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA) tussen de CW-laser werkt bij 1550 nm en de verzwakker. De EDFA werkt in het golflengtegebied van 1,530-1,570 nm. Opmerking: Dit zal de laser vermogen te vergroten, het bereiken van een maximaal vermogen van 2 W. lineaire effecten hoeven hoge input bevoegdheden Figuur 4 toont een schets van de experimentele set-up..
- Ene uiteinde van de conus met beëindigd vezelkabels een 3 dBm splitter. Één paar splitter uitgangsvezels het optische spectrum analyzer en de andere om een fotodetector die is verbonden met de oscilloscoop.
- Stem de laser van hoge naar lage frequenties tot een resonantie met een thermische drift vergelijkbaar is met de golflengte scansnelheid van de laser wordt gevonden. Wanneer de thermische zelfborgende 20 wordt hiermee de verbreding van de resonantie kan worden gezien op de oscilloscoop.
- Controleer het vermogen overgebracht door de versmallingin een optische spectrumanalysator. Verhoog de kracht totdat de Raman laser lijn verschijnt. Het wordt ontstemd de pomp golflengte bij ongeveer 13,5 THz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De Q factoren van de microsferen vervaardigd volgens het protocol beschreven zijn dan 10 8 (figuur 5) voor grote diameters (> 200 pm) en meer dan 10 6 voor kleine diameters (<50 pm). Resonantie contrast boven 95% (bijna kritische koppeling) kan gemakkelijk worden waargenomen. Voor hoge circulerende intensiteiten, kan de volgende niet-lineaire effecten in het infrarode gebied in acht worden genomen: gestimuleerde Raman scattering (SRS), cascade SRS 21, gestimuleerd anti-Stokes Raman scattering (SARS) en vier wave mixing (FWM) en gedegenereerd FWM. De Raman winst versterkt in gelijke manier waarop het licht reist in voorwaartse en achterwaartse richting, het creëren van staande golven voor SRS en cascade SRS. FWM paren reist golven. Een voorbeeld van de metingen is te zien in figuren 6 en 7.
Figure 6 toont twee SRS lijnen gescheiden door 100 nm (1608 nm en 1708 nm) en in de nabijheid van de pomp een cascade van vier fotonen parametrisch proces gebaseerd op elektronische Kerr-lineariteit van het medium, voor een microsfeer van ongeveer 50 urn diameter, gepompt 1,546.6 nm. In dit geval FWM is gedegenereerd, twee fotonen van de pomp te genereren een signaal en leegloper foton. Vergelijkbare resultaten werden verkregen door het pompen van een microbolletjes van ongeveer 98 urn diameter op 1551 nm (figuur 7). Hier kan een Raman kam zien gecentreerd op 1,666.2 nm en secundaire lijnen is te zien in de buurt van de pomp met klein (gedegenereerde FWM). Ook de anti-Stokes lijn gecentreerd op 1451 nm, en twee symmetrische zijbanden worden gescheiden door 10 nm. In dit geval worden de pomp en Stokes velden voldoende opgebouwde, maar de efficiëntie van SARS wordt belemmerd door de fase mismatch door cross fasemodulatie (XPM) van de interactieve velden (pomp, stokes en anti-Stokes). Bij per fect phase matching wordt de Stokes en anti-Stokes componenten elkaar spiegelen.
SARS is altijd gedetecteerd in aanwezigheid van SRS, en nooit in de afwezigheid van SRS, in overeenstemming met de theorie van Bloembergen en Shen 22. SARS intensiteit bijzonder versterkt wanneer SARS frequentie resoneert met een holte modus en fase gekoppeld met de pomp en de SRS signaal. Figuur 8 is een voorbeeld. Het toont een SRS en SARS afzonderlijke regel met 90 nm (1629 nm en 1459 nm, respectievelijk) en andere SRS lijnen gecentreerd op 1,613.8 nm, 1,645.6 nm, 1710 nm, 1,727.6 nm en 1,745.8 nm. Figuur 9 toont een geval van perfecte phase matching een microsfeer van 65 urn diameter van 1572 nm gepompt. De stookt lijn is gecentreerd op 1640 nm en de Antistokes is gecentreerd op 1490 nm (scheiding in frequentie van ongeveer 347 cm -1).
les / ftp_upload / 53938 / 53938fig1.jpg "/>
Figuur 1. Microsphere dimensies. Grootte van de microsferen geproduceerd op het puntje van een standaard 125 micrometer telecom vezels, als een functie van de boog schoten in een vezel fusie splicer. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van [18]. Klik hier om te bekijken een grotere versie van deze figuur.
Figuur 2. Het tekenen van een versmalling vezel. Experimentele set-up voor het tekenen van een taps toelopende vezel. De vezel wordt door twee klemmen vezel, die zich op een schuifblok, bovenop twee rails. De structuur is draagbaar. Op blok is verbonden met een schroef die de vezel uit elkaar trekt. Klik hier om een grotere versie van deze fotofiguur.
Figuur 3. Een tapse vezel. (A) optische microfoto van een taps toelopende. De groene kleur wordt veroorzaakt door interferentie-effecten en de homogeniteit geeft de homogeniteit in dikte over het tapse gedeelte. (B) De spitse vastgelijmd aan de U-vormige glazen ondersteuning. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4. Experimentele opzet: het signaal van een afstembare diode-laser (TDL) wordt versterkt door een EDFA en, na het passeren van een verzwakker en een polarisator, in de WGMR wordt gestart door middel van een tapse vezel. Het uitgangssignaal wordt gesplitst en verzonden in eenoptische spectrum analyzer (OSA) en een fotodiode om het signaal naar een oscilloscoop controleren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5. Resonanties. WGM resonantie van een silica bol met een diameter van 250 urn gekoppeld met een 4 urn taille taps vezel. Rode lijn is de beste fit met behulp van een Lorentz-functie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6. lineaire spectrum van kleine microbolletjes. Experimentele spectrum van FWM en cascade Ramanlijnen in een microsfeer van 50 urn diameter. De pomp is de piek bij 1,546.6 nm, cascade FWM pieken de symmetrische lijnen die dicht bij de pomp (scheiding van 13 nm) weergegeven, terwijl cascade Raman lijnen gescheiden bij ongeveer 13,5 THz (of ongeveer 100 nm) van de pomp en van zichzelf (1608 nm eerste lijn, 1708 nm tweede lijn). klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7. lineaire spectrum van ultrahoge Q microsferen. Experimentele spectrum van SARS, FWM in de nabijheid van de pomp en SRS kam in een microsfeer van 98 pm diameter. De pomp is de piek gecentreerd op 1551 nm, gedegenereerd FWM is dicht bij de pomp gezien. De SRS lijn van elkaar gescheiden door 100 nm is gecentreerd op 1646 nm en de bijbehorende SARS is cgetreden bij 1,451.5 nm. De twee symmetrische lijnen in de nabijheid van de SARS-lijn zijn gedegenereerd FWM. De Raman kam is gecentreerd op 1,666.2 nm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 8 Cavity verbeterde SARS Spectrum. Experimentele spectrum van SARS in een microsfeer van 40 urn diameter. De pomp is gecentreerd op 1,539.4 nm, wordt de SRS lijn gecentreerd op 1,629.6 nm en de bijbehorende SARS is gecentreerd op 1459 nm. De andere SRS lijnen zijn gecentreerd op 1,613.8 nm, 1,645.6 nm, 1710 nm, 1,727.6 1,745.8 nm en nm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Microsferen compacte en efficiënte lineaire oscillatoren en ze zijn zeer gemakkelijk te vervaardigen en te hanteren. Tapse vezels kan worden gebruikt voor het koppelen en het extraheren van het licht in / uit de resonator. Resonantie tegenstelling tot 95% en Q factoren van ongeveer 3 x 10 8 worden verkregen.
De belangrijkste beperking van deze vervaardigingstechnieken is massaproductie en integratie. Netheid van de vezels is essentieel voor zowel microsferen en tapers, en dus is de vochtigheid. Beide apparaten moeten in een droge omgeving worden bewaard gedurende een langdurige laboratorium life. Zeer dunne tapers zijn kwetsbaar; grote zorg moeten worden genomen bij het koppelen. Wat de Q-factor, kan de microsfeergrootte kritisch. In microbolletjes met een diameter van 50 tot 500 pm hebben Q is dan 10 10 aangetoond in vacuüm 23. De intrinsieke Q van een microsfeer wordt bepaald door de bijdragen van de verschillende soorten verliezen: intrinsieke krommingverlies (Q rad), Raman Scattering en Rayleigh verstrooiing verliezen op resterende oppervlak inhomogeniteiten (deze laatste grootteafhankelijke, hoe lager de diameter hoe groter het verlies 22), intrinsieke materiaal en verliezen die door verontreinigingen. Q rad -1 verdwijnt met toenemende grootte. Het sneller dan R afneemt -5/2 24 Onze microbolletjes die variëren van diameters van 25-250 urn Q factoren verschillende grootheden onder de maximale onderdruk waarde van Q. De Q factoren verkregen varieerde van 5 x 10 6 tot 3 x 10 8.
Andere methoden voor de productie van microbolletjes omvatten het gebruik van CO 2 of butaan / N2O toorts. In alle procedures, zal de oppervlaktespanning van de gesmolten silica te trekken in een bolvormige. Hier is de keuze van het instrument voor het smelten van de vezel slechts interessant. CO 2 lasers zijn duur, fakkels of plakpersen aanwezig zijn in alle labs met behulp vanvezels. Conussen kan ook worden vervaardigd door waterstoffluoride (HF) erosie van de glazen bekleding en de kern. Deze methode is zeer lang; ongeveer 5 uur nodig voor het verdunnen van een 125 urn vezel een 4 urn taper. Een ander nadeel is het gebrek aan adiabaticiteit, zal HF alle glazen eroderen tegen hetzelfde tarief.
Tapers moeten lage verliezen te tonen; anders zal het moeilijk zijn om niet-lineaire effecten te observeren. Koppeling efficiëntie is ook erg belangrijk. De kloof tussen de conus en de microsfeer zal de koppeling regime te bepalen. Door directe wijziging van de spleet en / of lichte verstemming van de resonantie, kunnen de niet-lineaire effect hetzij worden versterkt of verminderd.
WGMR kan de weg naar niet-klassieke light generatie voor quantum computing toepassingen effenen. Atomen kunnen worden gevangen in de buurt van hun oppervlak voor kwantumelektrodynamica experimenten en taper vezels zal een efficiënt vervoer in veeleisende omgevingen mogelijk te maken. SRS en SARS kan worden gebruikt als stralingsontvangervoor spectroscopische metingen en ook voor actieve sensing zoals is onlangs gebleken 25.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Optical Fiber | Corning | SMF28 | |
| Fiber coating stripper | Thorlabs | T06S13 | Available from other vendors as well |
| Fiber cleaver | Fitel | S325A | Available from other vendors as well |
| Fusion splicer | Furakawa | S177A-1R | Available from other vendors as well |
| Butane and Oxygen Gas | n/a | any vendor | |
| Microscope tube | Navitar | Zoom 6000 | Modular Kit |
| CCD camera | n/a | N/A | any will fit |
| Monitor | n/a | N/A | any monitor is valid |
| 3-Axis Stage | PI Instruments, Thorlabs, Melles | ||
| Assorted posts and mounts | Thorlabs | Available from other vendors as well | |
| Polarization control | Thorlabs | FPC030 | Available from other vendors as well |
| Attenuator | Throlabs | VOA50 | |
| Photodiode | Thorlabs | PDA400 | discontinued, replaced by PDA10CS-EC |
| Oscilloscope | Tektronix | DPO7104 | |
| Optical spectrum analyzer | Ando | AQ6317B | |
| Erbium Doped Fiber Amplifier | IPG Photonics | EAD-2K-C | |
| Tunable Laser | Yenista | TUNICS |
References
- Kozyreff, G., Dominguez-Juarez, J. L., Martorell, J. Non linear optics in spheres: from second harmonic scattering to quasi-phase matched generation in whispering gallery modes. Laser Photon. Rev. 5 (6), (2011).
- Farnesi, D., Barucci, A., Righini, G. C., Berneschi, S., Soria, S., Nunzi Conti, G. Optical frequency generation in silica microspheres. Phys. Rev. Lett. 112 (9), 093901 (2014).
- Liang, W., et al. Miniature multioctave light source based on a monolithic microcavity. Optica. 2 (1), 40-47 (2015).
- Maker, A. J., Armani, A. M. Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators. J. Vis. Exp. (65), e4164 (2012).
- Coillet, A., Henriet, R., Phan Huy, K., Jacquot, M., Furfaro, L., Balakireva, I., et al. Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators. J. Vis. Exp. (78), e50423 (2013).
- Han, K., Kim, K. H., Kim, J., Lee, W., Liu, J., Fan, X., et al. Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators. J. Vis. Exp. (87), e51497 (2014).
- Arnold, S. Microspheres, Photonic Atoms, and the Physics of Nothing. American Scientist. 89 (5), 414-421 (2001).
- Chiasera, A., et al. Spherical whispering gallery mode microresonators. Laser Photon. Rev. 4 (3), 457-482 (2010).
- Helt, L. G., Liscidini, M., Sipe, J. E. How does it scale? Comparing quantum and classical nonlinear optical processes in integrated devices. J. Opt. Soc. Am. B. 29 (8), 2199-2212 (2012).
- Leach, D. H., Chang, R. K., Acker, W. P. Stimulated anti-Stokes Raman scattering in microdroplets. Opt. Lett. 17 (6), 387-389 (1992).
- Farnesi, D., Cosi, F., Trono, C., Righini, G. C., Nunzi Conti, G., Soria, S. Stimulated Antistokes Raman scattering resonantly enhanced in silica microspheres. Opt. Lett. 39 (20), 5993-5996 (2014).
- Qian, S. X., Chang, R. K. Multiorder Stokes emission from micrometer size droplets. Phys. Rev. Lett. 56 (9), 926-929 (1986).
- Lin, H. B., Campillo, A. J. CW nonlinear optics in droplet microcavities displaying enhanced gain. Phys. Rev. Lett. 73 (18), 2440-2443 (1994).
- Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Vahala, K. J. Ultralow threshold Raman laser using a spherical dielectric microcavity. Nature. 415 (6872), 621-623 (2002).
- Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. Kerr-Nonlinearity optical parametrical oscillation in an ultrahigh Q toroid microcavity. Phys. Rev. Lett. 93 (8), 083904 (2004).
- Hill, S. C., Leach, D. H., Chang, R. K. Third order sum frequency generation in droplets: model with numerical results for third-harmonic generation. J. Opt. Soc. Am. B. 10 (1), 16-33 (1993).
- Kozyreff, G., Dominguez Juarez, J. L., Martorell, J. Whispering gallery mode phase matching for surface second order nonlinear optical processes in spherical microresonators. Phys. Rev. A. 77 (4), 043817 (2008).
- Jouravlev, M. V., Kurizki, G. Unified theory of Raman and parametric amplification in nonlinear microspheres. Phys. Rev. A. 70 (5), 053804 (2004).
- Brenci, M., Calzolai, R., Cosi, F., Nunzi Conti, G., Pelli, S., Righini, G. C. Microspherical resonators for biophotonic sensors. Proc. SPIE. 6158, 61580S (2006).
- Carmon, T., Yang, L., Vahala, K. J. Dynamical thermal behavior and thermal self-stability of microcavities. Opt. Express. 12 (20), 4742-4750 (2004).
- Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Min, B., Vahala, K. J. Theoretical and experimental study of stimulated and cascaded Raman scattering in ultrahigh Q optical microcavities. J. Sel. Quantum Electron. 10 (5), 1219-1228 (2004).
- Bloembergen, N., Shen, Y. R. Coupling between vibrations and light waves in Raman laser media. Phys. Rev. Lett. 12 (18), 504-507 (1964).
- Gorodestky, M. L., Pryamikov, A. D., Ilchenko, V. S. Rayleigh scattering in high Q microspheres. J. Opt. Soc. Am. B. 17 (6), 1051-1057 (2000).
- Arnold, S., Ramjit, R., Keng, D., Kolchenko, V., Teraoka, I. Microparticle photophysics illuminates viral bio-sensing. Faraday Discuss. 137, 65-83 (2008).
- Ozdemir, S. K., et al. Highly sensitive detection of nanoparticle with a self referenced and self-heterodyned whispering gallery Raman microlaser. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 11 (37), E3836-E3844 (2014).
