Влияние нагрева на генерацию и свойства платиконов в высокодобротных оптических микрорезонаторах
- Авторы: Лобанов В.Е.1
-
Учреждения:
- Российский квантовый центр
- Выпуск: Том 164, № 5 (2023)
- Страницы: 701-714
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/247328
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451023110019
- EDN: https://elibrary.ru/PMXETW
- ID: 247328
Цитировать
Аннотация
При накачке высокодобротного оптического микрорезонатора внешним лазером неизбежно проявляются тепловые эффекты. Они оказывают существенное влияние на динамику нелинейных процессов в таких структурах, в том числе и на генерацию оптических частотных гребенок и диссипативных солитонов. Процесс генерации и свойства светлых солитонов в таких нагретых микрорезонаторах при аномальной дисперсии групповых скоростей хорошо изучены, и разработан ряд методов, минимизирующих влияние тепловых процессов. Однако для темных солитонов или платиконов, возбуждаемых при нормальной дисперсии групповых скоростей, эти вопросы исследованы существенно меньше. В данной работе проанализированы свойства платиконов в нагретых микрорезонаторах и показано, что в случае «положительных» тепловых эффектов, когда направление теплового сдвига резонансных частот микрорезонатора совпадает с направлением нелинейного сдвига, устойчивы наиболее широкие высокоэнергетичные платиконы, длительность которых близка к времени обхода в резонаторе. В случае «отрицательных» тепловых эффектов устойчивость сохраняют узкие низкоэнергетичные платиконы. Более того, в микрорезонаторах с «отрицательными» тепловыми эффектами взаимодействие кубично-нелинейных и тепловых процессов может обеспечить возможность генерации платиконов без применения специальных приемов, необходимых в иных случаях.
Об авторах
В. Е. Лобанов
Российский квантовый центр
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.lobanov@rqc.ru
121205, Moscow, Russia
Список литературы
- V. B. Braginsky, M. L. Gorodetsky, V. S. Ilchenko, Physics Letters A. 137, 393 (1989).
- V. S. Ilchenko, A. B. Matsko, IEEE Journ. Sel. Top. Quant. El 12(1), 3 (2006).
- М. Л. Городецкий. Оптические микрорезонаторы с гигантской добротностью. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 416 с.
- V. S. Ilchenko, A. B. Matsko, IEEE Journ. Sel. Top. Quant. El 12(1), 15 (2006).
- J. Ward, O. Benson, Laser Photon. Rev. 5, 553 (2011).
- D. V. Strekalov, C. Marquard, A. B. Matsko et al., Journ. Opt. 18(12), 123002 (2016).
- G. Lin, A. Coillet, Y. K. Chembo, Adv. Opt. Photon. 9(4), 828 (2017).
- V. Ilchenko, M. L. Gorodetskii, Las. Phys. 2, 1004 (1992).
- A. E. Fomin, M. L. Gorodetsky, I. S. Grudinin et al., J. Opt. Soc. Am. B 22(2), 459 (2005).
- T. Carmon, L. Yang, K. J. Vahala, Opt. Express 12(20), 4742 (2004).
- S. Diallo, G. Lin, Y. K. Chembo, Opt. Lett. 40(16), 3834 (2015).
- A. Leshem, Z. Qi, T. F. Carruthers et al., Phys. Rev. A 103, 013512 (2021).
- P. Del'Haye, A. Schliesser, O. Arcizet et al., Nature 450(7173), 1214 (2007).
- T. Herr, V. Brasch, J. D. Jost et al., Nat. Photon. 8(2), 145 (2014).
- T. J. Kippenberg, A. L. Gaeta, M. Lipson et al., Science 361(6402), eaan8083 (2018).
- A. Pasquazi, M. Peccianti, L. Razzari et al., Phys. Rep. 729, 1 (2018).
- A. Kovach, D. Chen, J. He et al., Adv. Opt. Photon. 12(1), 135 (2020).
- A. Hermans, K. Van Gasse, B. Kuyken, APL Photonics. 7, 100901 (2022).
- Y. Sun, J. Wu, M. Tan et al., Adv. Opt. Photon. 15, 86 (2023).
- C. Bao, Y. Xuan, J. A. Jaramillo-Villegas et al., Opt. Lett. 42(13), 2519 (2017).
- J. R. Stone, T. C. Briles, T. E. Drake et al., Phys. Rev. Lett. 121, 063902 (2018).
- T. Wildi, V. Brasch, J. Liu et al., Opt. Lett. 44(18), 4447 (2019).
- Q. Li, T. C. Briles, D. A. Westly et al., Optica 4(2), 193 (2017).
- V. Brasch, M. Geiselmann, T. Herr et al., Science 351(6271), 357 (2016).
- V. Brasch, M. Geiselmann, M. H. P. Pfei er et al., Opt. Express 24(25), 29312 (2016).
- X. Yi, Q.-F. Yang, K. Y. Yang et al., Opt. Lett. 41(9), 2037 (2016).
- G. Moille, X. Lu, A. Rao et al., Phys. Rev. Applied 12, 034057 (2019).
- S. Zhang, J. M. Silver, L. Del Bino et al., Optica 6(2), 206 (2019).
- H. Zhou, Y. Geng, W. Cui et al., Light: Science & Applications 8(1), 50 (2019).
- N. M. Kondratiev, V. E. Lobanov, A. V. Cherenkov et al., Opt. Express 25(23), 28167 (2017).
- N. G. Pavlov, S. Koptyaev, G. V. Lihachev et al., Nature Photon. 12(11), 694 (2018).
- N. M. Kondratiev, V. E. Lobanov, E. A. Lonshakov et al., Opt. Express 28(26), 38892 (2020).
- B. Shen, L. Chang, J. Liu et al., Nature 583(7812), 365 (2020).
- Н. Ю. Дмитриев, А. С. Волошин, Н. М. Кондратьев и др., ЖЭТФ, 162(1), 14 (2022).
- N. M. Kondratiev, V. E. Lobanov, A. E. Shitikov et al., Front. Phys. (2023).
- V. E. Lobanov, G. Lihachev, T. J. Kippenberg et al., Opt. Express 23(6), 7713 (2015).
- C. Godey, I. V. Balakireva, A. Coillet et al., Phys. Rev. A 89, 063814 (2014).
- X. Xue, P.-H. Wang, Y. Xuan et al., Laser & Photon. Rev. 11(1), 1600276 (2017).
- B. Y. Kim, Y. Okawachi, J. K. Jang et al., Opt. Lett. 44(18), 4475 (2019).
- A. F¨ul¨op, M. Mazur, Mikael, A. Lorences-Riesgo et al., Nat. Comm. 9(1), 1598 (2018)
- 'O. B. Helgason, A. F¨ul¨op, J. Schr¨oder et al., J. Opt. Soc. Am. B 36(8), 2013 (2019).
- X. Xue, Y. Xuan, P.-H. Wang et al., Las. & Photon. Rev. 9(4), L23 (2015).
- S.-P. Yu, E. Lucas, J. Zang et al., Nat. Comm. 13(1), 3134 (2022).
- V. E. Lobanov, N. M. Kondratiev, A. E. Shitikov et al., Phys. Rev. A 100, 013807 (2019).
- H. Liu, S.-W. Huang, W. Wang et al., Photon. Res. 10(8), 1877 (2022).
- W. Jin, Q.-F. Yang, L. Chang et al., Nat. Photon. 15, 346 (2021).
- G. Lihachev, W. Weng, J. Liu et al., Nat. Commun. 13(1), 1771 (2022).
- А. Е. Шитиков, А. С. Волошин, И. К. Горелов и др., ЖЭТФ 161(3),1 (2022).
- A. Savchenkov, A. Matsko, Journ. Opt. 20(3), 035801 (2018).
- J. Lim, A. A. Savchenkov, E. Dale et al., Nat. Commun. 8(1), 8 (2017).
- P. Parra-Rivas, E. Knobloch, D. Gomila et al., Phys. Rev. A 93, 063839 (2016).
- A. A. Savchenkov, A. B. Matsko, V. S. Ilchenko et al., Opt. Express 15(11), 6768 (2007).
- L. Wu, H. Wang, Q. Yang et al., Opt. Lett. 45(18), 5129 (2020).
- I. S. Grudinin, N. Yu, Optica 2, 221 (2015).
- S. Fujii, T. Tanabe, Nanophotonics 9(5), 1087 (2020).
- S.-P. Wang, T.-H. Lee, Y.-Y. Chen et al., Micromachines. 13, 454 (2022).
- Ch. Zhang, G. Kang, J. Wang, et al., Opt. Express. 30, 44395 (2022).