Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

СВЧ-фотоника систем на основе шепчущей галереи режима резонаторы

doi: 10.3791/50423 Published: August 5, 2013

Summary

Индивидуальные методы, разработанные в нашей лаборатории для создания СВЧ-фотоника систем на основе ультра-высокой добротностью резонаторов галерея шепота режиме представлены. Протоколы, чтобы получить и охарактеризовать эти резонаторы, подробно, и объяснение того, некоторые их применения в микроволновой фотоники дается.

Abstract

Микроволновая фотоника системы опираются в основном на взаимодействие между микроволновых и оптических сигналов. Эти системы весьма перспективным для различных областей техники и прикладной науки, таких как аэрокосмическая и технике связи, зондирования, метрологии, нелинейной фотоники и квантовой оптике. В этой статье мы представляем основные методы, используемые в нашей лаборатории для создания СВЧ-фотоника систем на основе ультра-высокой добротностью резонаторов шепот Галерее режиме. Первая описанных в этой статье является протоколом для резонатора полировка, которая основана на помол и-польской техники близки к тем, которые используются для полировки оптических элементов, таких как линзы или зеркала телескопа. Затем белый свет интерферометрический профилометра меры шероховатость поверхности, которая является ключевым параметром для характеристики качества полировки. Для того чтобы запустить света в резонаторе, конические кварцевого волокна с диаметром в диапазоне микрометра используется. Чтобы достичь такого малого диаметрас, мы принимаем "пламя чистки" с использованием одновременно с компьютерным управлением двигателя тянуть волокна друг от друга, и паяльную лампу для обогрева площади волокна быть конической. Резонатора и конические волокна позже подходили друг к другу, чтобы визуализировать резонансный сигнал шепчущей галереи использованием длины волны лазерного сканирования. При увеличении мощности оптического излучения в резонаторе, нелинейные явления вызываются до формирования Керр оптической гребенки частот не наблюдается со спектром, сделанный из эквидистантных спектральных линий. Эти спектры Керр расчески имеют исключительные характеристики, которые подходят для нескольких приложений в науке и технике. Рассмотрим приложение, связанное с ультра-стабильную синтеза СВЧ и продемонстрировать поколение расческу Керр с частотой ГГц интермодальных перевозок.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Тихие резонаторов Галерея режиме диски или сферы микро-или миллиметрового радиуса 1,2,3,4. При условии, что резонатор почти идеальной формы (нанометровых размеров шероховатости поверхности), лазерный свет может быть перехвачена полного внутреннего отражения в пределах своих собственных мод, которые обычно называют шепчущей галереи (гроссмейстеров). Их свободный спектральный диапазон (или интермодальные частоты) может варьироваться от ГГц до ТГц в зависимости от радиуса резонатора, а их добротность может быть исключительно высокими 5, от 10 7 - 10 11. Благодаря своим уникальным свойством накопления и замедления света, ШГ оптические резонаторы были использованы для выполнения многих оптической обработки сигналов 3 задачи: фильтрация, усиление, замедляющие время, и т.д.. С непрерывным улучшением технологии изготовления, их беспрецедентная факторов качества делают их пригодными для еще более требовательных приложений в метрологии или квантUM-приложениям 6-13.

В этих сверхвысокой резонаторов Q, малый объем заключение, высокая плотность фотонов и длительный срок службы фотон (пропорционально Q) вызывают очень сильное взаимодействия света и вещества, которые могут возбудить различные гроссмейстеров через различные нелинейные эффекты, такие как Керра Раман, или Бриллюэна например 14-19. Использование нелинейных явлений в шептались резонаторов Галерее режиме была предложена в качестве перспективного изменения парадигмы для сверхчистых микроволновой печью и Lightwave поколения. Тот факт, что эта тема пересекается столь многих областях фундаментальной науки и технологий является четким показателем его очень сильным потенциальное воздействие на широкий спектр дисциплин. В частности, аэрокосмических технологий и техники связи в настоящее время нуждается в универсальной микроволновой печью и Lightwave сигнала с исключительной согласованности. Технология гроссмейстер имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими или других перспективных методов: концептуальную простоту, чigher надежность, меньше энергопотребление, длительный срок службы, устойчивость к помехам, очень компактный объем, частота универсальность, простота интеграции чипа, а также высокий потенциал для интеграции основной стандартных фотонных компонентов для микроволновой печи и Lightwave технологий.

В аэрокосмической техники, кварцевых генераторов в подавляющем большинстве являются доминирующими в качестве ключевых источников микроволнового для обеих систем навигации (самолеты, спутники, космические корабли и т.д.) и систем обнаружения (радары, датчики и т.д.). Тем не менее, она единодушно признали сегодня, что стабильность частоты выполнения кварцевых генераторов достигает своего пола, а не улучшит значительно больше. Следуя той же логике, их универсальность частоты ограничены и вряд ли позволит для ультра-стабильные генерация микроволн за пределы 40 ГГц. Микроволновая печь фотонного осцилляторов, как ожидается, чтобы преодолеть эти недостатки. С другой стороны, в технике связи, микроволновая печь фотонаIC осцилляторы также должны быть ключевыми компонентами в оптических сетях связи, где они будут выполнять Lightwave / СВЧ преобразования с беспрецедентной эффективностью. Они также совместимы с текущей тенденцией компактный полный оптических компонентов в Lightwave технологии, которые позволяют сверхбыструю обработку [повышающее / понижающее преобразование, (де) модуляции, усиления, мультиплексирование, сведение и пр.] без необходимости управлять массивным (и затем, медленно) электронов. Эта концепция компактного фотонных цепей, где фотоны контролировать фотонов с помощью нелинейных средах стремится обойти узкие места, происходящих из практически неограниченную пропускную способность оптических каналов по сравнению с ограниченной скоростью обработки оптико-электронные. Оптические системы связи также очень требовательна к сверхнизким микроволновые печи фазовый шум для того, чтобы удовлетворить и синхронизации (низкий уровень фазового шума эквивалентно низким временем дрожание) и пропускная способность (скорость возрастает пропорционально тактовой частоте) требованиям. В самом деле, в высокоскоростных Communication сетей, таких ультра-стабильных генераторов являются фундаментальными ссылки для нескольких целей (гетеродином для вверх / вниз преобразования частоты синхронизации сети, носитель синтеза и т.п.).

Нелинейные явления в ШГ резонаторов также открыть новые горизонты исследований для других приложений, таких как Рамана и Бриллюэна лазеров. В целом, эти явления могут быть объединены в рамках более широкой перспективе нелинейных явлений в оптических резонаторов и волноводов, и это плодотворная парадигма кристаллической или кремниевой фотоники. Замкнутом пространстве и очень долгий срок службы фотонов в торообразного гроссмейстеров также предлагают отличный испытательный стенд для исследования фундаментальных вопросов в конденсированных средах и квантовой физики. Гонки, чтобы когда-либо повышения точности в электромагнитные сигналы также способствует ответить квинтэссенцией вопросов физики, связанных с относительности (тесты для Лоренц-инвариантность), или измерение фундаментальных физических константй их возможные изменения во времени.

В этой статье, различные шаги, необходимые для получения кристаллических оптических шепчущей галереи режиме (Гроссмейстер) резонаторы описаны и их характеристика объясняется. Мы приводим также протокол для получения высокого качества конические волокна необходимы для пары лазерного луча в этих резонаторов. Наконец, флагманская применения этих резонаторов в области СВЧ-фотоника, а именно ультра-стабильную поколения с использованием микроволновой печи Керр расчески, будет представлен и рассмотрен.

В первом разделе подробно протокола последующим получить сверхвысокой Q WGM резонаторов. Наш метод основан на помол и польский подход, который напоминает стандартных методов, используемых для полировки оптических элементов, таких как линзы или зеркала телескопа. Второй раздел посвящен характеристике шероховатости поверхности. Мы используем бесконтактные белый свет интерферометрическом профилометре для измерения поверхностного Roughness что приводит к поверхностное рассеяние индуцированных потерь и тем самым, снижения производительности добротность. Этот этап является важной экспериментальной проверки для оценки качества полировки. Третий раздел посвящен изготовления конических кварцевого волокна с диаметром в диапазоне микрометра для того чтобы запустить света в резонаторе. Для достижения таких малых диаметров, мы принимаем "пламя чистки" с использованием одновременно с компьютерным управлением двигателя тянуть волокна друг от друга, и паяльную лампу для обогрева площади волокна быть коническая 20. В четвертом разделе, резонатор и конические волокна приближаются друг к другу, чтобы визуализировать резонансный сигнал шепчущей галереи использованием длины волны лазерного сканирования. Как будет показано в пятом разделе как, за счет увеличения оптической мощности в резонаторе, нам удастся вызвать нелинейные явления пока мы не наблюдаем формирование Керр оптической частотой расчески, со спектром, сделанный из равноудаленных спектральных линий. Так как электроннаяmphasized выше, эти спектры Керр расчески имеют исключительные характеристики, которые подходят для нескольких приложений в науке и технологии 21-23. Мы рассмотрим один из самых интересных применений ШГ резонаторов, демонстрируя оптические мультисервисные длины волны сигнала, частота интермодальных сверхстабильная микроволновой печи.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Протокол состоит в 5 основных этапов: В первой из них, шепчущей галереи-резонаторе сделано. Для того чтобы контролировать ход полировки резонатора, измерения состояния поверхности осуществляется. На третьем этапе, мы изготовления инструмента, который будет запущен света в резонаторе. После того как эти два основных инструмента производятся, мы используем их для визуализации оптических высокой добротности резонансов. Наконец, используя высокой входной мощности лазерного луча, резонатор ведет себя нелинейно и Керра гребней производятся.

1. Полировка резонатор

На этом этапе оптическое окно кристаллический резонатор (MgF 2 или CaF 2, легко доступны из оптических розничной торговли компонент) имеет форму и полируют. Эта процедура полировки преобразует их в высококачественных резонаторов гроссмейстер. Настроенный башни полировки представлена ​​на схеме 1.

  1. Клей кристаллического оптического окна напридерживаться, что можно держать двигатель шпинделя подшипников воздуха.
  2. Пальто V-образный металлический руководство с соответствующей поддержки ткани полировка, и залить 10 мкм абразивные порошки (оксид алюминия, алмаз, или карбид кремния), смешанный с водой. Подойти к этому руководство о вращающемся диске (примерно 5000 оборотов в минуту, давление 20 г) и начать измельчение. В зависимости от материала и скорость отжима, этот процесс может длиться от 2 часов (для CaF 2) до 4 часов (для MgF 2). Это стадии полировки даст свои би-выпуклую форму в резонатор. В конце этого этапа диск должен иметь форму представлен на схеме 2.
  3. На следующем этапе, как правило, называют "шлифовки и полировки" процедура 24. Обычно он состоит в повторении предыдущей стадии, с абразивной частицы размером 10 мкм, 3 мкм, 1 мкм, 250 нм, и, наконец, 100 нм. Опорной ткани должна быть адаптирована к каждого размера частиц, будучи менее жестким для небольших зерен. Чтобы избежать царапини полосы, горизонтальный перевод направляющей может быть выполнена. На каждом этапе последовательных шлифовка и полировка, состояние поверхности должны быть улучшены.

2. Контроль за состоянием поверхности

  1. Визуальный контроль с помощью оптического микроскопа является первым шагом для государственного контроля поверхности: диск непрозрачного для света на первых этапах, однако после успешного полировки частицы 1 мкм, диск становится прозрачным и его сторон отражают свет: так называемым оптическим лак был достигнут и добротность резонатора должна быть в 10 5 - 10 6 диапазона.
  2. Для меньших абразивные, глаз не может оценить состояние поверхности, даже при использовании стандартного микроскопа. В этот момент интерферометрических измерения состояния поверхности не требуется. Используйте микроскоп с объективом интерферометра Mirau и с белым источником света. Изображение резонатора препятствует шй базовой плоскости, тем самым открывая белым светом фаза обработку перемещения инструмента высоты поверхности независимо в каждой точке с разрешением часть длины волны, а именно несколько нанометров. Это измерение может быть также использован для оценки кривизны диска 25.
  3. При изменении расстояния между образцом и цели, определения оптических фаз резонатора отражения и расчета изменения высоты поверхности. Это может быть автоматизирован благодаря специализированным компьютером, и карта высоты поверхности создается, позволяя для определения шероховатости образца. Монитор шероховатости поверхности, как описано на рисунке 1, и остановить точильно-шлифовальные процедуру при интерференционных полос максимально гладкого.

3. Рисование конические

Для соединения света в резонаторе, очень небольшое оптическое волокно необходимо: его диаметр должен быть около 3 мкм(Примерно в 20 раз меньше, чем человеческий волос).

  1. Газа стандартного одномодового кварцевого волокна (SMF) от его пластика и полимерных покрытий на примерно 5 см в длину. Для целей мониторинга, волокно должно быть подключено к лазерный источник на его вход, и фотодиод на его выходе.
  2. Fix каждого размера без покрытия сечении волокна двум компьютерным управлением с высоким разрешением двигателей. С помощью компьютерного интерфейса из двигателей, конфигурировать их двигаться с постоянно ускоренным движением, так что каждая сторона волокна будут разъединены.
  3. Нагрейте без покрытия волокна между двумя точками фиксации с паяльной лампой лампой в течение 1 мин до начала растяжения. Пламя должно быть мягким, чтобы не взорвать конус далеко, как только он очень мал.
  4. Начать движение двигатели, и, таким образом, растяжение волокна. После первой команды рисования, можно контролировать передачу конусность, используя лазерный источник и фотодиод: интерференционной картины будетвозникающие в процессе, их частота будет увеличиваться, и, наконец, они исчезнут за талию диаметром около 1 мкм. На этом этапе двигателя и пламени должна быть остановлена ​​одновременно.

4. Соединение световодов в ШГ резонатор

На этом этапе конус используется для соединения света в резонаторе и соблюдать высокой добротностью мод резонатора, которые представлены на рисунке 2.

  1. Исправить резонатора на 3-осевой Piezo контролируемой этапе трансляции. Подойдите к нему, чтобы волокна конус на расстоянии менее 1 мкм. Относительное положение конуса волокна и резонатор контролируется, благодаря микроскопе, и зеркало используется для контроля вертикального положения и угол наклона.
  2. Подключите волокно сужаются к Видимый лазерный диод: резонатора должна гореть, когда связь является эффективным, как показано на рисунке 3.
  3. Подключите волокно сужаются кРежим-хмель свободный лазер с узкой ширины линии (более узкой, чем ширина линии резонанса) на одном конце, и фотодиод подключен к осциллографу на другом конце. Передача ответа резонатора может быть получена путем сканирования длины волны на входе. Оценка добротность резонатора с использованием полученного спектра передачи, путем вычисления соотношения между резонансной частотой режима и их ширины линий (полная ширина на половине максимума).
  4. Более точное измерение выполняется с "полость кольца вниз" Эксперимент 26, где длина волны радикальных достаточно быстро, чтобы получить помех между резонирующие света распадается в резонаторе и расстроенных свет в последующее время. Можно точно настроить позиционирование конус и резонатор для увеличения связи добротность и получить типичный шаблон, показанный на рисунке 4. Связанный кривую дает добротность резонатора.
  5. 5. Создание Comb

    В этом последнем этапе лазер высокой мощности накачки возбуждает нелинейные эффекты в резонаторе.

    1. Вставьте оптический усилитель между перестраиваемый лазер и резонатор.
    2. Благодаря фотодиод и осциллограф, тонкой настройки источника лазерного излучения так, что входной волны находится рядом с резонансом.
    3. Соединение выходного волокна с высоким разрешением оптического анализатора спектра и увеличить мощность, слегка расстройки длине волны накачки. Новые частоты будут отображаться на каждой стороне насоса пик: это Керр оптической гребенки частот.
    4. Переключение обратно на фотодиод, мы можем наблюдать биения между различными спектральными режимы создали. Использование микроволновой полосовой фильтр, можно выделить чистый частоты в этом электрический сигнал с очень низким уровнем шума.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Это пятиступенчатый протокол позволяет получать ШГ резонаторов с очень высоким качеством факторов для микроволновой фотонных приложений.

На первом этапе с целью предоставить к резонатору желаемую форму, как показано на схеме 2. Основная трудность здесь заключается в производстве дисков края которого достаточно остры, чтобы она может сильно ограничить Захваченные фотоны, не приводя к структурным хрупкости с механической точки зрения. Это полировки башни также обладает замечательным гибкость, так как позволяет шлифовальные круги с широкой вариабельности размера и формы и сыпучих материалов.

По окончании процесса полировки, нанометровые шероховатость поверхности (среднеквадратичное) была достигнута, как видно на рисунке 1. Это очень небольшой шероховатостью поверхности связана с добротностью превосходит 10 9, как показано на полость кольцо вниз измерение рисунке 4.

Изготовление волокон конус позволяет уменьшить диаметр вплоть до микрона, с коэффициентом пропускания более 90%. Такой малый диаметр волокна конус необходимо, чтобы пара света в резонаторе, и высокий коэффициент пропускания требуется для получения нелинейных эффектов. Соединительное добротность свыше 10 9, показав тем самым высокое качество конической муфтой волокна.

Экспериментальная установка для соединения света в резонаторе показан на схеме 3, и изображение установки показана на рисунке 3. Зеленый свет, излучаемый резонатор доказывает, что связь действительно эффективным.

Наконец, когда насос увеличилось, нелинейные явления успешно возбуждаются в полости и включить генерацию Керр оптических частотных гребенок, как показано на рисунке 6. Эти гребни могут быть впоследствии использованы для ульTRA-стабильная генерация микроволн.

Схема 1
Схема 1. Настроенный башни полировка, используемых для изготовления ШГ сверхвысокого качества дисков.

Схема 2
Схема 2. Программное обеспечение генерируемые побочных и вид сверху оптического резонатора WGM после измельчения. Диаметр, как правило, порядка 5 мм, а высота составляет около 1 мм. Центральное отверстие позволяет держать и манипулировать диск с помощью заглушки, не касаясь обода. Начиная с простой диск (который имеет цилиндрическую), процесс полировки измельчает внешнюю часть в V-формы моды.

Схема 3
Схема 3. Экспериментальная установка для поколения гребень Керр. Свет от перестраиваемого диодного лазера усиливается и запущен в ШГ резонатор через конические волокна. Выходной сигнал либо собраны на фотодиод для мониторинга сигнала на осциллографе или извлечь бит-внимание сигнал или с высоким разрешением оптический анализатор спектра для наблюдения гребень Керра.

Рисунок 1
Рисунок 1. Белый свет модели интерферограмме ШГ резонатора на двух различных этапах измельчения и-польского протокола: первое было принято после 1 мкм полировки стадии (а), второй после полировки 100 нм (б). Особенности резонатора были полностью сглажены последовательные операции полирования.

Рисунок 2
Рисунок 2. Вид сверху пространственное представление торообразной ШГ, что является захват света полного внутреннего отражения. Этот гроссмейстер дисков поддерживает тысячи квазиравномерных резонансных мод (всякий раз, когда принадлежащий к тому же семейству собственных мод). У них есть бесплатная-спектра (FSR) порядка 10 ГГц для мм-размер дисков.

Рисунок 3
Рисунок 3. Сочетание видимого света в ШГ резонатора. Муфта в силу с зеленым светом руководствоваться волокна конус освещает резонатора.

Рисунок 4
Рисунок 4. Полость кольцо вниз сигнал от WGM резонатора. Аппроксимации кривой дает внутреннюю и соединительные фотон жизни в полости, которое прямо пропорционально добротностирезонатора. Здесь внутренним фактором качества 1,5 × 10 9 была достигнута.

Рисунок 5
Рисунок 5. Керр гребень механизм поколения в ШГ резонаторов. Когда полость режиме прокачивается выше заданного порога с резонансным лазерным, фотоны когерентного распространены соседней стороне-режимах через четыре смешение, которое может включать в себя любые четыре фотона α, β, γ и δ, выполняя условия сохранения энергии и импульса. Это является прямым следствием эффекта Керра, который индуцирует квадратичной изменения показателя преломления относительно Внутриполостное электрического поля.

Рисунок 6
Рисунок 6. Экспериментальные Керр оптической гребенки частот. Центральной частоты F

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Этот протокол позволяет получать качественные Q-оптические резонаторы, чтобы свет пару в них и вызывают нелинейные явления для различных микроволновых приложений фотоники.

Первым шагом грубого помола должна дать свою форму резонатора. Через час шлифование с 10 мкм абразивным порошком, на одной стороне обода резонатора должна быть удобно форме (см. схему 2). Следующий шаг будет гладкой поверхности резонатора и при достижении стадии 1 мкм, диаметр абразивного порошка, его поверхность должна быть прозрачной. Это называется оптической польском языке. Тем не менее, это не достаточно, чтобы получить высокую добротность и дополнительные шаги необходимы с меньшими абразивных частиц для достижения лучшего качества поверхности с нанометровым шероховатости. Мы используем белый свет интерферометрический профилометра для измерения неровностей поверхности, которые приводят к поверхности рассеяния индуцированной потери и тем самым снизить Q 1 приведены две фотографии, сделанные с помощью профилометра на двух различных этапах процесса. Первый принимается после стадии измельчения, показывая неровную поверхность с отклоняющимся интерференционной картины. Однако после стадии полировки, интерференционной картины является гладкой и регулярной, показывая, что состояние поверхности резонатора гладкой в ​​10 нм масштабе. Это то, что следует искать в целях получения высокой добротностью резонаторов. Кроме того, важно отметить, что этот угол формы для обода должен быть оптимизирован для того, чтобы обеспечить высокий модальный заключение, не вызывая слишком большой механической нагрузки при измельчении шага.

Конус-чертеж протокол требует немного тонкой настройки для получения низких потерь при передаче. Это во многом зависит от паяльной лампы используются, но расстояние от волокна к пламенидолжно быть таким, чтобы зона нагрева является самым широким. Типичное значение для постоянного параметра ускорения составляет около 5 μm.s -2, но она должна быть адаптирована к каждой пламени мощности и по форме конус, который можно сделать.

Подход резонатора с коническим волокна также является процессом, который должен быть очень хорошо контролируются с помощью микрометра разрешением перевод стадии и контролировать с бинокулярным микроскопом. Вертикального выравнивания и угол наклона также имеют важное значение для получения хорошего сцепления и высокой добротностью. Как только связь является эффективным (см. Рисунок 2), спектр пропускания может быть получена с использованием длины волны перестраиваемого лазера в режиме сканирования. Если широкие достаточно быстро и добротность резонатора достаточно высокой, передаваемый сигнал должен вести себя, как показано на рисунке 3. Установив эту экспериментальной кривой, мы можем извлечь внутренний фактор качества РЭСonator.

Следует отметить, что другие средства соединения света в резонаторе возможны, а именно с призмой 27 или угол полированного волокон 28. Оба метода используют затухающее поле отраженного луча на границе раздела между стеклом и воздухом. Преимущество этих методов состоит в том, что связь является более стабильным, однако необходимо выравнивание в обоих случаях гораздо труднее получить по сравнению с конусностью методом. Эффективность конической муфтой волокна также больше (до 99,9% 15), чем то, что может быть достигнуто с углом призмы и полированной оптоволоконной связью.

Нелинейности в резонаторе могут возбуждаться с высокой мощностью насоса. Известный процесс ЧВ производит резкие спектральные линии в резонаторе, разделенных четко определенной постоянной: резонатора свободной дисперсии (или кратной). Использование быстрой фотодиод и полосовой фильтр, можно извлечь этот конспектэлектронной фиксированный зазор частоты для создания малошумных микроволнового генератора сигналов. Однако этот процесс обычно требует сложной петли обратной связи для сигнала управления и стабилизации, которые не были рассмотрены здесь ради пояснение примером 29.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgments

YCK признает финансовую поддержку от Европейского исследовательского совета в рамках проекта NextPhase (ERC StG ​​278 616). Авторы также признают, поддержки со стороны Национального центра космических исследований Франции (CNES, Франция) в рамках проекта SHYRO (R & Действие T R-S10/LN-0001-004/DA: 10076201), от ANR проекта ORA (BLAN 031 202), а из региона де Франш-Конте, Франция.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Step motors 50 mm course Thorlabs
3 axis nanostage Physik Instrumente
TUNICS tunable laser source Yenista
Optical spectrum analyzer APEX APEX Technologies

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. B. Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part II: Applications. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 15-32 (2006).
  4. Maker, A. J., Armani, A. M. Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators. J. Vis. Exp. (65), e4164 (2012).
  5. Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Maleki, L. Optical resonators with ten million finesse. Optics Express. 15, 6768-6773 (2007).
  6. Sprenger, B., Schwefel, H. G. L., Lu, Z. H., Svitlov, S., Wang, L. J. CaF2 whispering-gallery-mode-resonator stabilized-narrow-linewidth laser. Optics Letters. 35, 2870-2872 (2010).
  7. Optical Microcavities. Vahala, K. World Scientific. Singapore. (2004).
  8. Matsko, A. B., Savchenkov, A. A., Yu, N., Maleki, L. Whispering-gallery-mode resonators as frequency references. I. Fundamental limitations. J. Opt. Soc. Am. B. 24, 1324-1335 (2007).
  9. Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Yu, N. Whispering-gallery mode resonators as frequency references. II. Stabilization. J. Opt. Soc. Am. B. 24, 2988-2997 (2007).
  10. Chembo, Y. K., Baumgartel, L. M., Yu, N. Toward whispering-gallery mode disk resonators for metrological applications. SPIE Newsroom. (2012).
  11. Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip. Nature. 421, 925-929 (2003).
  12. Hofer, J., Schliesser, A., Kippenberg, T. J. Cavity optomechanics with ultrahigh-Q crystalline microresonators. Phys. Rev. A. 82, 031804 (2010).
  13. Fürst, J. U., Strekalov, D. V., Elser, D., Aiello, A., Andersen, U. L., Marquardt, C. h, Leuchs, G. Quantum Light from a Whispering-Gallery-Mode Disk Resonator. Phys. Rev. Lett. 106, 113901-1-113901-4 (2011).
  14. Del'Haye, P., Schliesser, A., Arcizet, O., Wilken, T., Holzwarth, R., Kippenberg, T. J. Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator. Nature. 450, 1214-1217 (2007).
  15. Kippenberg, T. J., Holzwarth, R., Diddams, S. A. Microresonator-Based Optical Frequency Combs. Science. 322, 555-559 (2011).
  16. Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Vahala, K. Ultralow-threshold Raman laser using a spherical dielectric microcavity. Nature. 415, 621-623 (2002).
  17. Liang, W., Ilchenko, V. S., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Seidel, D., Maleki, L. Passively Mode-Locked Raman Laser. Phys. Rev. Lett. 154, 143903-1-143903-4 (2010).
  18. Grudinin, I. S., Matsko, A., Maleki, L. Brillouin lasing with a CaF2 whispering gallery mode resonator. Phys. Rev. Lett. 102, 043902-1-043902-4 (2009).
  19. Werner, C. S., Beckmann, T., Buse, K., Breunig, I. Blue-pumped whispering gallery optical parametric oscillator. Optics Letters. 37, 4224-4226 (2012).
  20. Knight, J. C., Cheung, G., Jacques, F., Birks, T. A. Phase-matched excitation of whispering gallery-mode resonances by a fiber taper. Opt. Lett. 22, 1129-1131 (1997).
  21. Chembo, Y. K., Yu, N. Modal expansion approach to optical-frequency-comb generation with monolithic whispering-gallery-mode resonators. Phys. Rev. A. 82, 033801-1-033801-18 (2010).
  22. Chembo, Y. K., Strekalov, D. V., Yu, N. Spectrum and Dynamics of Optical Frequency Combs Generated with Monolithic Whispering Gallery Mode Resonators. Phys. Rev. Lett. 104, 103902-1-103902-4 (2010).
  23. Chembo, Y. K., Yu, N. On the generation of octave-spanning optical frequency combs using monolithic whispering-gallery-mode microresonators. Opt. Lett. 35, 2696-2698 (2010).
  24. Brown, N. J. Optical fabrication. Report MISC 4476 1LLNL. Lawrence Livermore National Laboratory. (1990).
  25. Strekalov, D. V., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Yu, N. Efficient upconversion of subterahertz radiation in a high-Q whispering gallery resonator. Optics Letters. 34, 713-715 (2009).
  26. Dumeige, Y., Trebaol, S., Ghisa, L., Ngan Nguyen, T. K., Tavernier, H., Feron, P. Determination of coupling regime of high-Q resonators and optical gain of highly selective amplifiers. J. Opt. Soc. Am. B. 12, 2073-2080 (2008).
  27. Gorodetsky, M. L., Ilchenko, V. S. Optical microsphere resonators: optimal coupling to high-Q whispering-gallery modes. J. Opt. Soc. Am. B. 16, 147-154 (1999).
  28. Ilchenko, V. S., Yao, X. S., Maleki, L. Pigtailing the high-Q microsphere cavity: a simple fiber coupler for optical whispering-gallery modes. Opt. Let. 24, 723-725 (1999).
  29. Del'Haye, P., Arcizet, O., Schliesser, A., Holzwarth, R. Kippenberg T.J. Full stabilization of a microresonator frequency comb. Phys. Rev. Let. 101, 053903 (2008).
СВЧ-фотоника систем на основе шепчущей галереи режима резонаторы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Coillet, A., Henriet, R., Phan Huy, K., Jacquot, M., Furfaro, L., Balakireva, I., Larger, L., Chembo, Y. K. Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators. J. Vis. Exp. (78), e50423, doi:10.3791/50423 (2013).More

Coillet, A., Henriet, R., Phan Huy, K., Jacquot, M., Furfaro, L., Balakireva, I., Larger, L., Chembo, Y. K. Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators. J. Vis. Exp. (78), e50423, doi:10.3791/50423 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter