ナノ構造ファイバーリング共振器に現れる新規光学現象

1. リング共振器による分散制御の検証実験単一モード波長可変レーザーからLN(=LiNbO_3)変調器によって光パルスを発生させパルス伝播時間を調べた。(1)弱結合、すなわち、導波路とリング共振器との結合がリング共振器内部での光損失よりも弱い場合には異常分散による速い光が観測され、(2)強結合、すなわち、結合の強さがファイバーリング内部での光の損失よりも強い場合には正常分散による遅い光が観測された。さらに、研究計画に従って、リング共振器内部に光増幅を導入し、利得を制御することで分散制御が可能となることを実証した。この結果、(1)弱結合条件下(2)強結合条件下、(3)損失が利得に変わり遅い光を作り出しているgain条件下、(4)さらに利得が大きくなったレーザー条件下、でのファイバーリング共振器による分散制御を系統的に実現した。2. 超光速光伝播における因果律を満たす情報速度上記1において、ファイバーリング共振器を弱結合条件下で結合した場合には、異常分散による速い光、すなわち、見かけ上、真空中の光速度よりも速いパルス伝播が現れる。このような系で情報がどのような速さで伝播するかを調べることは重要である。ガウス型のパルスに非解析的なステップ関数(不連続点)としてエンコードした情報の伝播を調べることで、このような状況下でも、情報速度は光速度を超えないことを示した。

1. リング共振器による分散制御の検証実験単一モード波長可変レーザーからLN(=LiNbO_3)変調器によって光パルスを発生させパルス伝播時間を調べた。(1)弱結合、すなわち、導波路とリング共振器との結合がリング共振器内部での光損失よりも弱い場合には異常分散による速い光が観測され、(2)強結合、すなわち、結合の強さがファイバーリング内部での光の損失よりも強い場合には正常分散による遅い光が観測された。さらに、研究計画に従って、リング共振器内部に光増幅を導入し、利得を制御することで分散制御が可能となることを実証した。この結果、(1)弱結合条件下(2)強結合条件下、(3)損失が利得に変わり遅い光を作り出しているgain条件下、(4)さらに利得が大きくなったレーザー条件下、でのファイバーリング共振器による分散制御を系統的に実現した。2. 超光速光伝播における因果律を満たす情報速度上記1において、ファイバーリング共振器を弱結合条件下で結合した場合には、異常分散による速い光、すなわち、見かけ上、真空中の光速度よりも速いパルス伝播が現れる。このような系で情報がどのような速さで伝播するかを調べることは重要である。ガウス型のパルスに非解析的なステップ関数(不連続点)としてエンコードした情報の伝播を調べることで、このような状況下でも、情報速度は光速度を超えないことを示した。