Optimizing the dispersion properties of a ring microresonator

Ilya Chuprina, А.А. Калачёв

Published Apr 1, 2017• 0 citations

Abstract

Работа посвящена проблеме создания интегральных однофотонных источников на основе спонтанного четырёхволнового смешения в кольцевых микрорезонаторах. На примере резонатора из нитрида кремния рассчитана дисперсия групповой скорости в широком диапазоне длин волн для случая, когда кольцевой резонатор состоит из прямых и изогнутых участков, и показано, что для различных длин волн излучения накачки можно найти оптимальное соотношение высоты и ширины волновода, при котором достигается нулевая дисперсия групповой скорости при минимальной высоте резонатора. Такие волноводы, обеспечивающие нулевую дисперсию и обладающие минимальной высотой, являются оптимальными для создания кольцевых микрорезонаторов, позволяющих генерировать однофотонные состояния в режиме невырожденного спонтанного четырёхволнового смешения.

Related papers

Источники одиночных фотонов. Обзор. Часть 3

V. G. Krishtop

Статья продолжает обзор источников одиночных фотонов, в котором рассматриваются различные способы создания однофотонных источников (ИОФ). Ранее в первой части обзора (Photonics Russia. 2024; 18(5): 376–396) обсуждались требования к однофотонным источникам и критерии их характеризации, описывались источники одиночных фотонов на основе одиночных ионов и на основе одиночных атомов. ИОФ на квантовых точках и на центрах окраски в кристаллах были рассмотрены во второй части обзора (Photonics Russia. 2024; 18(8): 610–620). В третьей части рассмотрены однофотонные источники на углеродных нанотрубках и дефектах в них (инженерия дефектов в нанотрубках), на нанокристаллах и слоистых нанокристаллах.

Photonics RussiaFeb 21, 20250 citations

Источники одиночных фотонов: обзор. Часть 4

V. G. Krishtop

В данном обзоре рассматриваются различные способы создания однофотонных источников (ИОФ). Ранее в первой части обзора (Photonics Russia. 2024; 18(5): 376–396) обсуждались требования к однофотонным источникам и критерии их характеризации, описывались источники одиночных фотонов на основе одиночных ионов и на основе одиночных атомов. Во второй части обзора (Photonics Russia. 2024; 18(8): 610–620) были рассмотрены ИОФ на квантовых точках и на центрах окраски в кристаллах. В третьей части (Photonics Russia. 2025; 19(1): 28–38) рассмотрены однофотонные источники на углеродных нанотрубках и дефектах в них (инженерия дефектов в нанотрубках), на нанокристаллах и слоистых нанокристаллах. В заключительной части рассмотрены однофотонные источники на коллективных состояниях в ансамблевых системах, на одиночных молекулах и ионах металлов в полимерной матрице, а также источники на нелинейных кристаллах.

Photonics RussiaMay 25, 20250 citations

Квантовый вентиль контролируемого отрицания на основе четырехволнового смешения в резонаторе для фотонных кубитов на состояниях углового момента

С. Н. Андрианов, А. А. Калачев, O. P. Shindyaev +1 more

Известия Российской академии наук Серия физическаяJan 1, 20201 citation

Optical bistability in semiconductors

В. С. Днепровский

2 + 621.315.5921(048)В. С. Днепровский.Оптическая бистабильность в полупроводниках.Явление оптической бистабильности (ОБ) определяется совокупностью статических и динамических процессов в нелинейных системах с обратной связью (ОС).ОБ система может иметь два устойчивых состояния для выходного сигнала при одном значении входного 1 .ОБ представляет интерес как с практической точки зрения для создания безынерционных оптических транзисторов, переключателей, элементов памяти и других оптоэлектронных устройств 3 , так и для изучения нелинейных оптических процессов, определяющих бистабильное поведение систем: ОС позволяет зарегистрировать нелинейный процесс при относительно малых уровнях возбуждения.Наиболее перспективным материалом для ОБ устройств можно считать полупроводники, имеющие большие значения нелинейных восприимчивостей.Обычно ОБ элемент представляет собой резонатор Фабри -Перо, заполненный нелинейной средой.Под действием светового потока изменяется коэффициент преломления вещества и соответственно длина оптического пути резонатора.Пропускание резонатора становится нелинейным (рис. 1) -• возникают области дифференциального усиления, ограничения, гистерезис 3 .Рассмотрим только собственную *) ОБ в пассивных полупроводниковых системах, в которых нелинейность усилена резонансными процессами.За счет кулоновского взаимодействия между электронами и дырками в полупроводнике возникают одно-и двухфотонные резонансы, связанные с образованием экситонов и экситонных молекул.1. ОБ при экситонном резонансе обнаружена в резонаторах Фабри -Перо из GaAs 4 и GaSe 3 * 5 в случае, когда длина волны возбуждающего излучения отстроена от пика линии экситонного поглощения к > к ех ; кк ех ~ ~ Ак, где Ак -полуширина линии.При этом происходит «насыщение» экситонного перехода, связанное с процессами неупругого экситон-экситонного и экситон-электронного рассеяния, с экранированием экситонов, с переходом Мотта х > в .Меняется поляризуемость, связанная с экситонным резонансом.С ростом уровня возбуждения в области к > к ех уменьшается коэффициент преломления.Значительная нелинейность, связанная с экситонным переходом, и бистабильное поведение эталонов, работающих при комнатной (!) температуре, зарегистрированы в сверхрешетке в системе

Uspekhi Fizicheskih NaukJan 1, 19854 citations

Расчет параметров источника бифотонного излучения в широком диапазоне длин волн

Г.Г. Левин, A. A. Samoĭlenko, K. N. Min’kov +1 more

Разработан конструктивный алгоритм определения параметров нелинейного кристалла для генерации коррелированных фотонов в заданном диапазоне длин волн с помощью эффекта спонтанного параметрического рассеяния.С помощью разработанного метода выполнен расчет параметров кристалла BBO, способного генерировать бифотонное излучение в диапазоне длин волн от 0.548 до 1.55 µm при длине волны накачки 0.405 µm.Дано описание эксперимента, подтверждающего работоспособность метода.

Журнал технической физикиJan 1, 20181 citation

Характеристики четырехволнового преобразователя излучения, обращающего волновой фронт, в схеме с положительной обратной связью

Salavat A. Guzairov, Salavat A. Guzairov, Акимов А. А

Работа посвящена исследованию эффективности четырехволнового преобразователя излучения на тепловой нелинейности в схеме с обратной связью. Получено аналитическое выражение для пространственного спектра объектной волны в схеме с обратной связью при малом коэффициенте отражения. Для сигнальной волны от точечного источника, расположенного на передней грани нелинейной среды, построена зависимость пространственного спектра объектной волны от пространственной частоты. Рассмотрено влияние обратной связи на пространственную селективность четырехволнового преобразователя излучения. Построены зависимости амплитудного коэффициента отражения четырехволнового преобразователя излучения от интенсивности волн накачки при сопряжении кольцевым резонатором граней нелинейного слоя и при компенсации фазового набега вследствие самовоздействия волн накачки. Показано, что наличие обратной связи позволяет повысить в 4-5 раз коэффициент отражения четырехволнового преобразователя излучения. Работа изложена на 30 страницах, содержит 9 р

Jan 1, 20180 citations