Methodenartikel

Magnetron Fotonica Systemen op basis van Whispering-gallery-mode resonatoren

DOI:

10.3791/50423

5 augustus 2013

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De aangepaste technieken ontwikkeld in ons laboratorium om microgolf fotonica systemen te bouwen op basis van ultra-hoge Q fluisteren gallery mode resonatoren worden gepresenteerd. De protocollen voor deze resonatoren te verkrijgen en te karakteriseren zijn gedetailleerd, en een uitleg van een aantal van hun toepassingen in de magnetron fotonica wordt gegeven.

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Magnetron fotonica systemen zijn gebaseerd fundamenteel op de interactie tussen een magnetron en optische signalen. Deze systemen zijn zeer belovend voor de verschillende gebieden van de technologie en toegepaste wetenschappen, zoals de ruimtevaart en communicatie techniek, sensing, metrologie, niet-lineaire fotonica, en quantum optica. In dit artikel presenteren we de belangrijkste technieken die worden gebruikt in ons lab te magnetron fotonica systemen op basis van ultra-hoge Q fluisteren gallery mode resonatoren bouwen. Eerste beschreven in dit artikel is het protocol voor resonator polijsten, dat is gebaseerd op een grind-en-polish techniek vlakbij degene die gebruikt om optische componenten zoals lenzen of spiegels telescoop polijsten. Vervolgens werd een wit licht interferometrische profilometer maatregelen oppervlakteruwheid, een belangrijke parameter voor de kwaliteit van het polijsten karakteriseren. Om licht in de resonator te lanceren, is een taps toelopende silica vezel met een diameter in de micrometer range gebruikt. Om dergelijke kleine diameter bereikens, we de 'flame-poetsen "-techniek waarbij gelijktijdig computer-gestuurde motoren aan de vezels uit elkaar te trekken, en een brander om de vezel ruimte te verwarmen om taps te nemen. De resonator en de taps toelopende vezels worden later benaderd om elkaar om de resonantie-signaal van de Whispering Gallery modi met een golflengte-scanning laser visualiseren. Door verhoging van het optische vermogen in de resonator, lineaire verschijnselen worden geactiveerd tot de vorming van een Kerr optical frequency comb is waargenomen met een spectrum uit equidistante spectraallijnen. Deze Kerr kam spectra hebben een uitzonderlijke eigenschappen die geschikt zijn voor diverse toepassingen in wetenschap en technologie zijn. We beschouwen de aanvraag betrekking ultrastabiele microgolffrequentie synthese en tonen de vorming van een Kerr kam met intermodale GHz frequentie.

Inleiding

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Whispering gallery mode resonatoren zijn schijven of bollen van micro-of millimetric straal 1,2,3,4. Op voorwaarde dat de resonator is bijna perfect gevormde (nanometerschaal oppervlakteruwheid), kunnen laserlicht gevangen worden door totale interne reflectie binnen zijn eigenmodes, die meestal worden aangeduid als gefluister-gallery modi (WGMs). Hun vrije-spectrale bereik (of intermodaal frequentie) kan variëren van GHz tot THz afhankelijk van de straal van de resonator's, terwijl hun kwaliteitsfactor Q kan zijn uitzonderlijk hoog 5, variërend van 10 juli - 10 november. Door hun unieke eigenschap van de aanleg....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het protocol bestaat uit 5 fasen: In de eerste, wordt het fluisteren-gallery-mode resonator gemaakt. Om de voortgang van het polijsten van de resonator controleren zijn oppervlaktetoestand metingen verricht. In de derde fase, fabriceren wij het instrument dat licht zal lanceren in de resonator. Zodra deze twee belangrijke instrumenten worden vervaardigd, gebruiken we ze om optische high-Q resonanties te visualiseren. Bovendien zullen, met een hoge vermogen laserbundel, de resonator gedraagt ​​in een lineaire mode en Kerr kammen worden geproduceerd.

1. Polijsten van de Resonator

In dit stadium, een optis....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze vijf-stappen-protocol stelt om WGM resonatoren te verkrijgen met een zeer hoge kwaliteit factoren voor microgolf fotonische toepassingen.

De eerste stap is bedoeld om aan de resonator de gewenste vorm, zoals weergegeven op Schema 2. Het grootste probleem hier is om een ​​schijf waarvan de velg is scherp genoeg, zodat kan het sterk beperken van de gevangen fotonen, zonder dat dit leidt tot structurele kwetsbaarheid van een mechanisch oogpunt te vervaardigen. Dit polijste.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol maakt het produceren van high-Q optische resonatoren, te koppelen licht in hen en leiden tot niet-lineaire fenomenen van verschillende microgolf fotonica toepassingen.

De eerste stap van ruwe slijpen moet zijn vorm te geven aan resonator. Na een uur vermalen met 10 urn schuurmiddel moet een zijde van de rand van de resonator gemakkelijk worden gevormd (zie Schema 2). De volgende stap is het oppervlak van de resonator glad en bij het bereiken van het sta.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

Dankbetuigingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

YCK erkent financiële steun van de Europese Raad voor Onderzoek door middel van het project NextPhase (ERC StG ​​278.616). Auteurs erkennen ook de steun van het Centre National d'Etudes Spatiales (CNES, Frankrijk) door de Project SHYRO (Actie R & T R-S10/LN-0001-004/DA: 10076201), van het ANR project ORA (BLAN 031.202), en van de Regio de Franche-Comte, Frankrijk.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Stapmotoren 50 mm slagThorlabs
3-assige nanostagePhysik Instrumente
TUNICS afstembare laserbronYenista
Optische spectrumanalysator APEXAPEX Technologies

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Oraevsky, A. N. Whispering-gallery waves. Quantum Electronics. 32, 377-400 (2002).
  2. Matsko, A. B., Ilchenko, V. S. Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part I: Basics. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 3-14 (2006).
  3. Ilchenko, V. S., Matsko, A. ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Optische frequentiekamtaps toelopende vezelkoppelingmeting van oppervlakteruwheidsleep en polijsttechniekKerr kamgeneratiemeting van de kwaliteitsfactorcavity ring downniet lineaire fotonica

Gerelateerde artikelen