論文の概要: Optical mode conversion in coupled Fabry-P\'erot resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.11825v1
• Date: Sun, 24 May 2020 19:04:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 21:35:13.236335
• Title: Optical mode conversion in coupled Fabry-P\'erot resonators
• Title（参考訳）: 結合Fabry-P'erot共振器における光モード変換
• Authors: Mark Stone, Aziza Suleymanzade, Lavanya Taneja, David Schuster, Jonathan Simon
• Abstract要約: 光場の空間的・時間的特性を操作するための強力なツールとして,Fabry-P'erot共振器の共振器間の可変インピーダンスを導入する。 我々は10年以上にわたって微調整可能なNIR共振器と、効率よく光モード変換器を実験的に実証した。 最初の6つのHermite-Gaussモードは75%$です。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Coherent control of the spatial properties of light is central to a wide variety of applications from high bandwidth quantum and classical communication to high power fiber lasers. Low-loss conversion amongst a complete and orthogonal set of modes is particularly important for robust mode-multiplexed communication. Here, we introduce tunable impedance mismatch between coupled Fabry-P\'erot resonators as a powerful tool for manipulation of the spatial and temporal properties of optical fields. In the single-mode regime, frequency dependent impedance matching enables tunable finesse optical resonators, with potential applications in quantum science and sensing. Introducing the spatial dependence of the impedance mismatch as an additional ingredient enables coherent spatial mode conversion of optical photons at near-unity efficiency. We implement these ideas, experimentally demonstrating a NIR resonator whose finesse is tunable over a decade, and an optical mode converter with efficiency $>\!\!75\%$ for the first six Hermite-Gauss modes. We anticipate that this new perspective on coupled multimode resonators will have exciting applications in micro- and nano- photonics and computer-aided inverse design. In particular, combination with in-cavity electro-optics will open new horizons for real-time control of the spatio-spectral properties of lasers, resonators, and optical filters.
• Abstract（参考訳）: 光の空間特性のコヒーレント制御は、高帯域の量子および古典的通信から高出力ファイバレーザーまで、幅広い応用の中心となっている。 完全および直交モード間の低損失変換は、堅牢なモード多重通信において特に重要である。 本稿では,光場の空間的・時間的特性を操作するための強力なツールとして,Fabry-P'erot共振器間の可変インピーダンスミスマッチを導入する。 単一モード方式では、周波数依存インピーダンスマッチングにより、量子科学やセンシングに応用可能な微視的な共振器を調整できる。 インピーダンスミスマッチの空間依存性を付加成分として導入することにより、光光子のほぼ均一効率でコヒーレントな空間モード変換を可能にする。 我々は,10年以上にわたって微調整可能なNIR共振器と,効率$>\!の光モードコンバータを実験的に実装した。 \! 最初の6つのHermite-Gaussモードは75\%である。 この結合型マルチモード共振器に対する新たな視点は、マイクロフォトニクスやナノフォトニクス、コンピュータ支援の逆設計にエキサイティングな応用が期待できる。 特に、キャビティ電気光学と組み合わせることで、レーザー、共振器、光フィルタの空間スペクトル特性をリアルタイムに制御できる新しい水平線が開かれる。

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