Российский Квантовый Центр Russian Quantum Center

News / Новости

Ученые РКЦ завершили второй этап проекта по созданию микрорезонаторов для солитонных оптических гребенок


2016-12-30

Группа “Когерентная микрооптика и радиофотоника”, руководимая профессором М.Л. Городецким, при финансовой поддержке Минобрнауки России (Соглашение о предоставлении субсидии № 14.585.21.0005 от 30.11.2015) с 01.02.2016 по 31.12.2018 совместно с коллегами из Федеральной политехнической школы Лозанны выполняет исследования по теме “Исследование солитонных оптических гребенок на основе микрорезонаторов для видимого, ближнего и среднего ИК диапазонов” (уникальный идентификатор проекта RFMEFI58516X0005) в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы».

Цель проводимых исследований – создание оптических микрорезонаторов для генерации солитонных (когерентных) керровских частотных гребенок на основе временных солитонов в среднем ИК диапазоне с использованием коммерческих квантово-каскадных лазеров, а также генерации солитонных (когерентных) керровских частотных гребенок на основе платиконов в видимом и ближнем ИК диапазоне в режиме нормальной дисперсии с использованием диодных лазеров.

В ходе выполнения проекта в 2016 году на первом этапе был выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы и проведены патентные исследования по теме проекта. Была разработана теория платиконов при нормальной дисперсии и проведено численное моделирование процесса генерации частотных гребенок и платиконов в микрорезонаторах с нормальной дисперсией при двухчастотной и амплитудно-модулированной накачке согласно разработанной теории платиконов. Также была разработана методики создания кристаллических микрорезонаторов с заданной геометрией. Иностранным партнером на первом этапе было проведены моделирование и расчет параметров кристаллических резонаторов с микромасштабными выступами для генерации керровских частотных гребенок в среднем ИК, разработаны методика создания микрорезонаторов из SiN в оптическом интегральном исполнении (на чипе) и методика определения свойств кристаллических микрорезонаторов в среднем ИК.

На втором этапе выполнения проекта были изготовлены кристаллические микрорезонаторов с выступами микрометрического размера для генерации частотных гребенок в среднем ИК, разработаны теории керровских частотных гребенок при наличии дисперсионной волны и методика генерации керровских частотных гребенок и солитонных керровских частотных гребенок на основе платиконов в видимом и ближнем ИК диапазоне, а также даны численные и аналитические оценки параметров платиконов, генерируемых в средах с нормальной дисперсией. Иностранным партнером на втором этапе были изготовлены микрорезонаторы с нормальной дисперсией из SiN в оптическом интегральном исполнении для генерации керровских частотных гребенок в видимом и ближнем ИК диапазоне, проведено численное моделирование процесса формирования керровской частотной гребенки и солитонной керровской частотной гребенки на основе временного солитона в среднем ИК диапазоне, а также разработана методика генерации керровских частотных гребенок и солитонных керровских частотных гребенок на основе временных солитонов в среднем ИК с учетом наличия дисперсионной волны.

Результаты исследований представлены в трех статьях, опубликованных в высокорейтинговых журналах:

  1. Lecaplain C., Javerzac-Galy C., Gorodetsky M.L. and Kippenberg T.J. Mid-infrared ultra-high-Q resonators based on fluoride crystalline materials // Nat. Comm. 2016. Vol. 7. P. 13383.
  2. Lobanov V.E., Lihachev G.V., Pavlov N.G., Cherenkov A.V., Kippenberg T.J., and Gorodetsky M.L. Harmonization of chaos into a soliton in Kerr frequency combs // Opt. Express. 2016. Vol. 24. P. 27382.
  3. Karpov M., Guo H., Lucas E., Kordts A., Pfeiffer M. H. P., Lichachev G., Lobanov V.E., Gorodetsky M.L., and Kippenberg T. J. Universal dynamics and controlled switching of dissipative Kerr solitons in optical microresonators // Nature Physics. 2017. Vol. 13. P. 94–102.

Также результаты исследований были доложены на ряде престижных международных конференций, в том числе на 17th International Conference «Laser Optics 2016» и EMN Dubai Meeting 2016.



Lecture Courses | Курсы лекций