Name: microwave photonics systems based on whispering-gallery-mode resonators
Uploaded: 2013-08-05T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators at JoVE.com

YCK riconosce il sostegno finanziario del Consiglio europeo della ricerca attraverso il progetto NextPhase (CER StG 278616). Autori riconoscono anche il sostegno del Centro Nazionale di Studi Spaziali (CNES, Francia) attraverso il Progetto SHYRO (azione R &amp; T R-S10/LN-0001-004/DA: 10.076.201), dalla ANR progetto ORA (BLAN 031.202), e dalla Regione de Franche-Comte, Francia.

Il protocollo consiste in 5 fasi principali: nella prima, si fa il sussurro-galleria-mode risonatore. Al fine di controllare l&#39;andamento della lucidatura del risonatore, misurazioni di stato di superficie sono effettuate. Nella terza fase, si fabbricare lo strumento che lancerà luce nel risonatore. Una volta che questi due strumenti principali sono realizzati, li usiamo per visualizzare ottici risonanze di alta q. Infine, utilizzando un raggio laser ingresso ad alta potenza, il risonatore si comporta in mo...

<ol>
	<li>Oraevsky, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whispering-gallery+waves.">Whispering-gallery waves.</a> Quantum Electronics. 32, 377-400 (2002).</li><li>Matsko, A. B., Ilchenko, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Resonators+With+Whispering-Gallery+Modes-Part+I:+Basics.">Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part I: Basics.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 3-14 (2006).</li><li>Ilchenko, V. S., Matsko, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Resonators+With+Whispering-Gallery+Modes-Part+II:+Applications.">Optical Resonators With Whispering-Gallery Modes-Part II: Applications.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 15-32 (2006).</li><li>Maker, A. J., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Silica+Ultra+High+Quality+Factor+Microresonators.">Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators.</a> J. Vis. Exp. (65), e4164 (2012).</li><li>Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+resonators+with+ten+million+finesse.">Optical resonators with ten million finesse.</a> Optics Express. 15, 6768-6773 (2007).</li><li>Sprenger, B., Schwefel, H. G. L., Lu, Z. H., Svitlov, S., Wang, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CaF2+whispering-gallery-mode-resonator+stabilized-narrow-linewidth+laser.">CaF2 whispering-gallery-mode-resonator stabilized-narrow-linewidth laser.</a> Optics Letters. 35, 2870-2872 (2010).</li><li>Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Microcavities. , (2004).</li><li>Matsko, A. B., Savchenkov, A. A., Yu, N., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whispering-gallery-mode+resonators+as+frequency+references.+I.+Fundamental+limitations.">Whispering-gallery-mode resonators as frequency references. I. Fundamental limitations.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 24, 1324-1335 (2007).</li><li>Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Ilchenko, V. S., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whispering-gallery+mode+resonators+as+frequency+references.+II.+Stabilization.">Whispering-gallery mode resonators as frequency references. II. Stabilization.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 24, 2988-2997 (2007).</li><li>Chembo, Y. K., Baumgartel, L. M., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+whispering-gallery+mode+disk+resonators+for+metrological+applications.">Toward whispering-gallery mode disk resonators for metrological applications.</a> SPIE Newsroom. , (2012).</li><li>Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-high-Q+toroid+microcavity+on+a+chip.">Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip.</a> Nature. 421, 925-929 (2003).</li><li>Hofer, J., Schliesser, A., Kippenberg, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavity+optomechanics+with+ultrahigh-Q+crystalline+microresonators.">Cavity optomechanics with ultrahigh-Q crystalline microresonators.</a> Phys. Rev. A. 82, 031804 (2010).</li><li>F&#252;rst, J. U., Strekalov, D. V., Elser, D., Aiello, A., Andersen, U. L., Marquardt, C. h., Leuchs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+Light+from+a+Whispering-Gallery-Mode+Disk+Resonator.">Quantum Light from a Whispering-Gallery-Mode Disk Resonator.</a> Phys. Rev. Lett. 106, 113901-1-113901-4 (2011).</li><li>Del'Haye, P., Schliesser, A., Arcizet, O., Wilken, T., Holzwarth, R., Kippenberg, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+frequency+comb+generation+from+a+monolithic+microresonator.">Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator.</a> Nature. 450, 1214-1217 (2007).</li><li>Kippenberg, T. J., Holzwarth, R., Diddams, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microresonator-Based+Optical+Frequency+Combs.">Microresonator-Based Optical Frequency Combs.</a> Science. 322, 555-559 (2011).</li><li>Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Vahala, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralow-threshold+Raman+laser+using+a+spherical+dielectric+microcavity.">Ultralow-threshold Raman laser using a spherical dielectric microcavity.</a> Nature. 415, 621-623 (2002).</li><li>Liang, W., Ilchenko, V. S., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Seidel, D., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passively+Mode-Locked+Raman+Laser.">Passively Mode-Locked Raman Laser.</a> Phys. Rev. Lett. 154, 143903-1-143903-4 (2010).</li><li>Grudinin, I. S., Matsko, A., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brillouin+lasing+with+a+CaF2+whispering+gallery+mode+resonator.">Brillouin lasing with a CaF2 whispering gallery mode resonator.</a> Phys. Rev. Lett. 102, 043902-1-043902-4 (2009).</li><li>Werner, C. S., Beckmann, T., Buse, K., Breunig, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue-pumped+whispering+gallery+optical+parametric+oscillator.">Blue-pumped whispering gallery optical parametric oscillator.</a> Optics Letters. 37, 4224-4226 (2012).</li><li>Knight, J. C., Cheung, G., Jacques, F., Birks, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-matched+excitation+of+whispering+gallery-mode+resonances+by+a+fiber+taper.">Phase-matched excitation of whispering gallery-mode resonances by a fiber taper.</a> Opt. Lett. 22, 1129-1131 (1997).</li><li>Chembo, Y. K., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modal+expansion+approach+to+optical-frequency-comb+generation+with+monolithic+whispering-gallery-mode+resonators.">Modal expansion approach to optical-frequency-comb generation with monolithic whispering-gallery-mode resonators.</a> Phys. Rev. A. 82, 033801-1-033801-18 (2010).</li><li>Chembo, Y. K., Strekalov, D. V., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrum+and+Dynamics+of+Optical+Frequency+Combs+Generated+with+Monolithic+Whispering+Gallery+Mode+Resonators.">Spectrum and Dynamics of Optical Frequency Combs Generated with Monolithic Whispering Gallery Mode Resonators.</a> Phys. Rev. Lett. 104, 103902-1-103902-4 (2010).</li><li>Chembo, Y. K., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+generation+of+octave-spanning+optical+frequency+combs+using+monolithic+whispering-gallery-mode+microresonators.">On the generation of octave-spanning optical frequency combs using monolithic whispering-gallery-mode microresonators.</a> Opt. Lett. 35, 2696-2698 (2010).</li><li>Brown, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+fabrication.">Optical fabrication.</a> Report MISC 4476 1LLNL. , (1990).</li><li>Strekalov, D. V., Savchenkov, A. A., Matsko, A. B., Yu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+upconversion+of+subterahertz+radiation+in+a+high-Q+whispering+gallery+resonator.">Efficient upconversion of subterahertz radiation in a high-Q whispering gallery resonator.</a> Optics Letters. 34, 713-715 (2009).</li><li>Dumeige, Y., Trebaol, S., Ghisa, L., Ngan Nguyen, T. K., Tavernier, H., Feron, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+coupling+regime+of+high-Q+resonators+and+optical+gain+of+highly+selective+amplifiers.">Determination of coupling regime of high-Q resonators and optical gain of highly selective amplifiers.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 12, 2073-2080 (2008).</li><li>Gorodetsky, M. L., Ilchenko, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+microsphere+resonators:+optimal+coupling+to+high-Q+whispering-gallery+modes.">Optical microsphere resonators: optimal coupling to high-Q whispering-gallery modes.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 16, 147-154 (1999).</li><li>Ilchenko, V. S., Yao, X. S., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pigtailing+the+high-Q+microsphere+cavity:+a+simple+fiber+coupler+for+optical+whispering-gallery+modes.">Pigtailing the high-Q microsphere cavity: a simple fiber coupler for optical whispering-gallery modes.</a> Opt. Let. 24, 723-725 (1999).</li><li>Del'Haye, P., Arcizet, O., Schliesser, A., Holzwarth, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kippenberg+T.J.+Full+stabilization+of+a+microresonator+frequency+comb.">Kippenberg T.J. Full stabilization of a microresonator frequency comb.</a> Phys. Rev. Let. 101, 053903 (2008).</li></ol>

Questo protocollo permette la produzione di risonatori ottici ad alta Q, alla luce coppia in loro e innescare fenomeni non lineari per varie applicazioni a microonde fotonica. La prima fase di sgrossatura dovrebbe dare la sua forma a risonatore. Dopo un&#39;ora di molatura con la polvere abrasiva 10 micron, un lato del bordo del risonatore deve essere convenientemente sagomato (vedi Schema 2). Il seguente passo sarà liscia la superficie del risonatore e quando ragg...

Whispering Gallery Mode risonatori sono dischi o sfere di micro-o millimetrica raggio 1,2,3,4. A condizione che il risonatore è quasi perfettamente sagomato (nanometro-size rugosità superficiale), la luce laser può essere intrappolato dalla riflessione interna totale entro i suoi modi di vibrare, che di solito sono indicati come modalità sussurro-gallery (WGMS). La loro gamma di libero spettrale (o frequenza intermodale) può variare dai GHz ai THz in funzione del raggio del risonatore, mentre il loro fattore di qualità Q può essere eccezionalmente alto 5, che vanno dal 10 luglio-10 Novembre. Grazie alla loro proprietà unica di stoccaggio e di rallentare la luce, risonatori ottici WGM sono stati utilizzati per eseguire diverse operazioni di elaborazione dei segnali ottici 3: filtraggio, amplificazione, tempo-ritardando, ecc. Con il continuo miglioramento delle tecnologie di fabbricazione, i loro fattori di qualità senza precedenti li rendono adatti per l&#39;applicazione ancora più esigente in metrologia o quantapplicazioni um basate 6-13. In queste altissime risonatori Q, il piccolo volume di confinamento, ad alta densità di fotoni, e lunga durata fotoni (proporzionale a Q) indurre un&#39;interazione luce-materia molto forte, che può eccitare i vari WGMS attraverso vari effetti non lineari, come Kerr, Raman o Brillouin per esempio 14-19. Utilizzo di fenomeni non lineari in sussurrando modalità galleria risonatori è stata proposta come un cambiamento di paradigma promettente per microonde ultra-pura e la generazione di Lightwave. Il fatto che questo argomento interseca molte aree della scienza e della tecnologia fondamentale è un chiaro indicatore del suo forte impatto potenziale su una vasta gamma di discipline. In particolare, le tecnologie di ingegneria aerospaziale e della comunicazione sono attualmente bisogno di microonde versatile e segnale Lightwave con coerenza eccezionale. La tecnologia WGM ha diversi vantaggi rispetto ai metodi prospettici esistenti o altro: semplicità concettuale, higher robustezza, minore consumo di energia, durata più lunga, l&#39;immunità alle interferenze, il volume molto compatto, la versatilità di frequenza, l&#39;integrazione di chip facile, così come un forte potenziale per l&#39;integrazione del mainstream dei componenti fotonici standard sia per il forno a microonde e di tecnologie di Lightwave. In ingegneria aerospaziale, oscillatori al quarzo sono gran lunga dominante come fonti microonde chiave per entrambi i sistemi di navigazione (aerei, satelliti, astronavi, ecc) e di sistemi di rilevazione (radar, sensori, ecc.) Tuttavia, si è unanimemente riconosciuto oggi che le prestazioni stabilità di frequenza di oscillatori al quarzo sta raggiungendo il suo piano, e non migliorerà in modo significativo più. Lungo la stessa linea, la loro versatilità frequenza è limitata e difficilmente consentirà di generazione delle microonde ultra stabile oltre 40 GHz. Microonde oscillatori fotonici sono tenuti a superare questi limiti. D&#39;altra parte, in comunicazione ingegneria, microonde fotoneic oscillatori sono inoltre tenuti a essere componenti chiave nelle reti di comunicazione ottica dove sarebbero eseguire la Lightwave / microonde conversione con un&#39;efficienza senza precedenti. Sono inoltre compatibili con l&#39;attuale tendenza di componenti full-ottici compatti nella tecnologia Lightwave, che consentono trattamenti ultraveloce [up / down conversione, (de) modulazione, amplificazione, multiplexing, miscelazione, ecc] senza la necessità di manipolare massiccia (e poi, lento) elettroni. Questo concetto di circuiti fotonici compatte dove i fotoni controllano fotoni attraverso mezzi non lineari si propone di aggirare il collo di bottiglia proveniente dalla larghezza di banda ottica praticamente illimitata contro limitata velocità di elaborazione optoelettronici. Sistemi di comunicazione ottici sono anche molto impegnative per microonde rumore ultra-basso di fase, al fine di soddisfare sia clocking (basso rumore di fase è equivalente a basso tempo-jitter) e larghezza di banda (bit-rate aumenta proporzionalmente alla frequenza di clock) requisiti. Infatti, in alta velocità communreti icazione, tali oscillatori ultra-stabili sono riferimenti fondamentali per diversi scopi (oscillatore locale per up / down conversione di frequenza, sincronizzazione di rete, sintesi carrier, ecc). Fenomeni non lineari in risonatori WGM aprono anche nuovi orizzonti di ricerca per altre applicazioni, come ad esempio i laser Raman e Brillouin. Più in generale, questi fenomeni possono essere uniti nella prospettiva più ampia di fenomeni non lineari in cavità ottiche e guide d&#39;onda, ed è un paradigma fecondo per la fotonica cristallino o silicio. La forte confinamento e molto lunga durata dei fotoni nelle WGMS toro-come offrono anche un ottimo banco di prova per indagare le questioni fondamentali in materia condensata e fisica quantistica. La gara di sempre maggiore precisione in segnali elettromagnetici contribuisce anche a rispondere alle domande per eccellenza nel campo della fisica, legati alla relatività (test per l&#39;invarianza di Lorentz), o la misurazione delle costanti fisiche fondamentali di unnd loro possibile variazione nel tempo. In questo articolo, i diversi passaggi necessari per ottenere la-galleria-mode sussurri (WGM) risonatori ottici cristallini vengono descritti e la loro caratterizzazione è spiegato. Presentato anche il protocollo per ottenere la fibra rastremata alta qualità necessaria per la luce laser paio in questi risuonatori. Infine, una applicazione di punta di questi risuonatori nel campo delle microonde fotonica, cioè ultra stabile di generazione delle microonde utilizzando Kerr pettini, è presentato e discusso. Nella prima sezione, abbiamo dettaglio il protocollo seguito per ottenere ultra-alto Q WGM risonatori. Il nostro metodo si basa su un approccio di limatura e lucidatura, che ricorda le tecniche standard utilizzate per lucidare i componenti ottici come lenti o specchi del telescopio. La seconda sezione è dedicata alla caratterizzazione della rugosità superficiale. Noi usiamo una luce senza contatto bianco profilometro interferometrico per misurare la superficie roughness che porta ad affiorare perdite dispersione indotte e quindi abbassare il fattore Q prestazioni. Questo passo è una prova sperimentale importante per valutare la qualità della lucidatura. La terza sezione riguarda la fabbricazione di una fibra di silice rastremata con diametro compreso nell&#39;intervallo micrometro per lanciare luce nel risonatore. Per raggiungere tali piccoli diametri, si adotta la tecnica del &quot;flame-brushing&quot;, utilizzando i motori contemporaneamente controllati dal computer per tirare la fibra a parte, e una fiamma ossidrica per riscaldare la zona della fibra di essere rastremata 20. Nella quarta sezione, il risonatore e la fibra rastremata vengono avvicinati l&#39;uno all&#39;altro per visualizzare il segnale di risonanza dei modi sussurrando galleria utilizzando una lunghezza d&#39;onda laser-scanning. Mostriamo nella quinta sezione come, aumentando la potenza ottica nel risonatore, riusciamo a innescare fenomeni non lineari finché si osserva la formazione di Kerr frequenza ottica pettini, con uno spettro fatto di linee spettrali equidistanti. Come emphasized sopra, questi spettri pettine Kerr hanno caratteristiche eccezionali che sono adatti per numerose applicazioni sia nella scienza e nella tecnologia 21-23. Noi prenderemo in considerazione una delle applicazioni più rilevanti di risonatori WGM dimostrando un segnale multi-lunghezza d&#39;onda ottica la cui frequenza intermodale è un forno a microonde ultra-stabile.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td> Material Name</td>
 <td>Company</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Step motors 50 mm course</td>
 <td>Thorlabs</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>3 axis nanostage</td>
 <td>Physik Instrumente</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TUNICS tunable laser source</td>
 <td>Yenista</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical spectrum analyzer APEX</td>
 <td>APEX Technologies</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

microwave photonics systems based on whispering-gallery-mode resonators

Sistemi fotonici Microonde basano fondamentalmente sulle interazioni tra microonde e segnali ottici. Questi sistemi sono estremamente promettenti per i vari settori della tecnologia e della scienza applicata, come quello aerospaziale e della comunicazione tecnica, rilevamento, metrologia, non lineare fotonica e dell&#39;ottica quantistica. In questo articolo, vi presentiamo le principali tecniche utilizzate nel nostro laboratorio per la costruzione di sistemi fotonici a microonde basati su ultra-alto Q galleria dei sussurri modalità risonatori. Prima dettagliato in questo articolo è il protocollo per la lucidatura risonatore, che è basato su una tecnica per rettifica e lucidatura-vicino a quelli usati per lucidare componenti ottici quali lenti o specchi telescopio. Poi, una luce bianca interferometrico profilometro misure rugosità della superficie, che è un parametro essenziale per caratterizzare la qualità della lucidatura. Al fine di avviare luce nel risonatore, viene utilizzata una fibra di silice rastremata con diametro dell&#39;ordine di micrometri. Per raggiungere tale piccolo diametros, si adotta la tecnica &quot;fiamma-spazzolatura&quot;, utilizzando motori simultaneamente controllati dal computer per tirare la fibra a parte, e una fiamma ossidrica per riscaldare la superficie della fibra per essere rastremata. Il risonatore e la fibra rastremata sono successivamente avvicinati l&#39;uno all&#39;altro per visualizzare il segnale di risonanza dei modi sussurrando galleria utilizzando una lunghezza d&#39;onda laser-scanning. Aumentando la potenza ottica nelle risonatore, fenomeni non lineari sono innescati finchè non si osserva la formazione di un pettine di frequenza Kerr ottico con uno spettro fatto di linee spettrali equidistanti. Questi spettri pettine Kerr hanno caratteristiche eccezionali che sono adatti per numerose applicazioni nel campo della scienza e della tecnologia. Consideriamo l&#39;applicazione relativa a sintesi di frequenza a microonde ultra stabile e dimostriamo la generazione di un pettine con Kerr GHz di frequenza intermodale.

Questo protocollo in cinque fasi permette di ottenere risonatori WGM con fattori molto di alta qualità per applicazioni fotoniche a microonde. La prima fase mira a dare al risuonatore la forma desiderata, come rappresentato in Schema 2. La difficoltà principale è la produzione di un disco il cui orlo è abbastanza forte in modo che può limitare fortemente i fotoni intrappolati, senza portare a fragilità strutturale dal punto di vista meccanico. Questa torre lucidatura p...

Watch this Scientific Journal Video about Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators at JoVE.com

Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

Le tecniche personalizzate sviluppate nel nostro laboratorio per la costruzione di sistemi fotonici a microonde sulla base di ultra-alto Q galleria dei sussurri modalità risonatori sono presentati. I protocolli per ottenere e caratterizzare questi risuonatori sono dettagliate, e una spiegazione di alcune delle loro applicazioni in fotonica a microonde è dato.

Microonde Photonics sistemi basati su risonatori-galleria-mode Whispering

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Development of Whispering Gallery Mode Polymeric Micro-optical Electric Field Sensors

Sviluppo di Whispering Galleria polimerici modalità micro-ottici sensori di campo elettrico

Optical modes of dielectric micro-cavities have received significant attention in recent years for their potential in a broad range of applications. The ...

Ricerca

Ingegneria

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Analisi di contatto Interfacce semplici dispositivi GaN nanowire

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

Analizzando il movimento del Nauplius &#39;<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Di monitoraggio ottico di nanoparticelle plasmoniche

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Scrivendo di Bragg in fibra Multicore

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Fabbricazione e caratterizzazione di superconduttori risonatori

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Stimolata Stokes e Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery modalità risonatori

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Compositi nanostrutturati Ag-zeolite come Sensori di umidità a base di luminescenza

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Fabbricazione di Nanopillar-Based Split Ring risonatori di corrente di spostamento mediata Risonanze a Terahertz metamateriali

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

Multi-material Ceramic-Based Components &#8211; Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM - T3DP)

Multi-material Ceramic-Based Components ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œ Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing CerAM - T3DP

Componenti ceramici multi-materiali – additivo produzione di componenti di Zirconia in bianco e nero di stampa 3D termoplastico (CerAM - T3DP)

To combine the benefits of Additive Manufacturing (AM) with the benefits of Functionally Graded Materials (FGM) to ceramic-based 4D components (three ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

Circuiti integrati quantistici scalabili sulla piattaforma di gas elettronico a due dimensioni superconduttori

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...