Microspherical 위스퍼 링 갤러리 모드 공진기에 자극 스톡스와 Antistokes 라만 산란
Summary
3 차 광학 비선형 감수성과 관련된 비선형 현상의 효율적인 생성 Χ (3) 삼중 공진 실리카 마이크로 스피어의 상호 작용이 논문에 제시되어있다. 보고 여기의 상호 작용은 다음과 같습니다 자극 된 라만 산란 (SRS) 및 자극 된 안티 – 스톡스 라만 산란 (SARS)를 포함하는 네 개의 파 혼합 처리합니다.
Abstract
유전체 미소는 높은 품질 계수 속삭이는 갤러리 모드를 통해 시간의 길이 (WGM)에 대한 빛과 소리를 한정 할 수 있습니다. 소형 레이저 소스, 고감도 생화학 센서 및 비선형 현상 : 유리 마이크로 스피어는 응용 프로그램의 거대한 다양한 에너지의 저장소로 생각 될 수있다. 미세과 커플 링 시스템 모두의 제조를위한 프로토콜이 제공됩니다. 여기에 기술 된 커플러는 테이퍼 섬유이다. 3 차 광학 비선형 감수성과 관련된 비선형 현상의 효율적인 생성 Χ (3) 삼중 공진 실리카 마이크로 스피어의 상호 작용이 논문에 제시되어있다. 보고 여기의 상호 작용은 다음과 같습니다 자극 된 라만 산란 (SRS) 및 자극 된 안티 – 스톡스 라만 산란 (SARS)를 포함하는 네 개의 파 혼합 처리합니다. 캐비티 강화 현상의 방지가 펌프 신호 및 아이들러 간의 상관 관계의 부족으로 주어진다 공진 모드는 쌍을 획득하기 위해 존재해야신호 및 아이들러의. hyperparametric 진동의 경우 (사 광파 혼합과 자극 반 스톡스 라만 산란)에서, 모드는 에너지와 운동량 보존을 수행하고, 마지막으로를, 좋은 공간 중복이 있어야합니다.
Introduction
속삭이는 갤러리 모드 공진기 (WGMR)는 비선형 현상 1-3의 임계 값의 감소를 수있는 두 가지 독특한 특성, 긴 광자 수명과 작은 모드 볼륨을 보여줍니다. 위스퍼 링 갤러리 모드는 내부 전반사에 의해 층간 무선 인터페이스에 한정되는 광 모드이다. 상기 시간 제한은 상기 캐비티의 품질 팩터 Q와 관련되는 반면 작은 모드 볼륨은 높은 공간 구속에 기인한다. WGMR 다른 형상을 가질 수 있고, 높은 Q의 공진기를 높은 품질 요소로 변환 원자 규모 거칠기 근처 실리카 미립자 전시 등 4-6 표면 장력 공동을 얻기위한 적합한 다른 제조 기술이있다. 감금의 두 가지 유형이 크게 인해 WGMR 내부의 강한 에너지 축적에 비선형 효과에 대한 임계 값을 줄일 수 있습니다. 또한 연속파 (CW) 비선형 광학 수 있습니다.
WGMR는 일을 사용하여 설명 할 수있다수소 원자 7 강한 유사 전자 양자 숫자 N, L, m 및 편광 상태. 구형 대칭은 반경 방향 및 각도 의존성에서 분리 할 수 있습니다. 반경 방향 용액은 베셀 함수, 구형 고조파 (8)에 의해 각 사람에 의해 주어진다.
실리카 유리 그러므로, Χ 관련 2 차 현상이 (2) 상호 작용이 금지되어, 중심 대칭입니다. 마이크로 스피어의 표면에, 대칭 반전 끊어지고 Χ (2) 현상은 제 1 관찰 할 수있다. 그렇지만, 2 차 주파수 발생에 대한 위상 정합 조건이 포함 된 파장이 상당히 상이하고, 분산액의 역할이 매우 중요 할 수 때문에 특히, 3 차 주파수 발생에 상응하는보다 문제가있다. 2 차 상호 작용은 매우 약하다. 반면 생에 대한 Q 3 생성 된 전력 저울번째 순서의 상호 작용을 Q 4 생성 된 전력 규모. 9 이러한 이유로,이 작품의 초점은 3 차 광학 비선형 감수성 Χ (3) 자극 된 라만 산란 (SRS) 및 자극 된 Antistokes 라만 산란 등의 상호 작용 (SARS)입니다 , SARS 덜 탐구 상호 작용 10, 11을 주도했습니다. 장 12 Campillo은 (13)는 매우 비선형 WGMR 같은 물질하지만, 펌프 레이저 대신 CW의 펄스 한 방울을 사용하여 비선형 현상의 연구를 개척했다. 실리카 마이크로 스피어 14,10 및 microtoroids (15)은 지난 수십 년에 많은 관심을 얻고, 미세 물방울에 비해보다 안정적이고 강력한 플랫폼을 제공했다. 특히, 실리카 마이크로 스피어는 제조 및 취급이 매우 용이하다.
SRS는 임계치에 도달하면 충분하기 때문에 쉽게 실리카 WGMR 14,15으로 달성 될 수있는 순수한 이득 공정이다. 이 경우, 높은 circulatiWGMR 내부 강도를 ng를하는 라만 레이저 발진을 보장하지만, 파라 메트릭 진동을 위해 충분하지 않습니다. 이 경우, 효율적인 진동 위상 및 모드 매칭, 에너지와 운동량 보존 법칙과 모든 공진 모드의 좋은 공간 중복 16-18을 충족 할 필요합니다. 이것은 일반적으로 SARS 및 FWM의 경우입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
마이크로 컴팩트하고 효율적인 비선형 발진기 그리고 그들은 제조 및 취급이 매우 용이하다. 테이퍼 섬유 커플 링 공진기 /로부터의 광을 추출하기 위해 사용될 수있다. 95 %까지의 공진 대비 약 3 × 108의 Q 인자를 얻을 수있다.
이러한 제조 기술의 주요 제한은 대량 생산과 통합된다. 섬유의 청결도가 미세하고 테이퍼 모두에게 중요하다 습도 등이다. 두 디바이스는 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi
Ente Cassa di Risparmio di Firenze (No. 2014.0770A2202.8861)
Materials
| 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
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