Ученые-физики уже издавна разработали особые оптические резонаторы, способные преобразовывать лазерный свет в ультракороткие импульсы, передвигающиеся по окружности этих резонаторов. Наиболее того, эти импульсы, получившие заглавие «рассеянные солитоны Керра» (dissipative Kerr solitons), могут «плодиться» снутри резонатора, форма которого описывает форму и остальные характеристики импульсов света. Когда солитоны покидают пределы резонатора, они сформировывают серию импульсов, циклических через постоянные интервалы времени, и, чем меньше поперечник резонатора, тем короче интервал времени следования импульсов, который может входить в спектр сотен гигагерц. Данная разработка быть может применена в дальнейшем для роста эффективности и свойства работы оптических линий связи либо стать основой новейших сверхскоростных оптических сканеров LiDAR, обеспечивающих субмикронную точность.
К огорчению, при попытках предстоящего уменьшения поперечника кругового резонатора ученые столкнулись с общеизвестным явлением роста утрат света, преодолевающего крутые извивы на его пути. Эта неувязка весьма отлично известна в оптоволоконной оптике, а в этом случае она описывает то, что размеры микрорезонаторов не могут быть наименее нескольких 10-ов микронов, что, в свою очередь, ограничивает наивысшую частоту повторения импульсов света.
Не так издавна группа физиков из Швейцарского федерального политехнического института Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) отыскала метод обхода описанного чуть повыше ограничения, на сто процентов «отвязав» частоту следования импульсов от размеров микрорезонатора. В сделанном ими резонаторе возникает очень вероятное количество солитонов Керра и соблюдается четкий интервал меж ними. Таковой метод управления светом можно считать оптическим аналогом атомарных цепей в кристаллических жестких телах, и, таковым образом, таковой резонатор получил заглавие «безупречного солитонного кристалла» (perfect soliton crystals, PSC).
Одним из восхитительных параметров таковых солитонных кристаллов будет то, что вместе с повышением количества оптических импульсов, эти кристаллы также увеличивают их мощность, т.е. количество заключенной в их энергии.
«Разработанная нами разработка дозволяет получать серии оптических импульсов с весьма высочайшей частотой следования, которая может достигать нескольких терагерц, при всем этом, в ней употребляются довольно обыденные оптические кольцевые микрорезонаторы» — пишут исследователи, — «Все это быть может применено в спектроскопических разработках, в разработках измерения расстояния и в качестве источника излучения терагерцового спектра, имеющего весьма малый уровень собственных шумов».
Тем временем, осознание динамики и возможность управления поведением солитонов Керра снутри безупречных солитонных кристаллов открывают целую новейшую область базовой физики, изучающей поведение множеств солитонов снутри нелинейных оптических систем.
Источник: