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ナノフォトニック回路の音響ポンピングによる時間反転対称性の破れ

Nature Photonics 12, 2 doi: 10.1038/s41566-017-0075-2

磁気光学によらずに、時間反転対称性を破る刺激によって非相反光伝播を実現することは、依然として集積ナノフォトニックデバイスの大きな課題である。最近、ポンデロモーティブ力を通して光モードと振動モードが結合される光機械マイクロシステムによって、強い非相反効果がさまざまな手法で実証されているが、光ポンピングが常に使われていた。こうした方法はどれも機械システムの帯域幅を超える帯域幅を実証しておらず、それらの全てに光パワーが必要である。これらは、根本的な問題でも、現実的な問題でもある。今回我々は、光・音響相互作用のゼロでない重なり積分を与え、同時に必要な位相整合も満たす二次元音響ポンピングを使って時間反転対称性を破ることで、両方の課題を解決している。我々は、この手法を使って、間接的なバンド間散乱による非相反変調器（周波数変換アイソレーター）を作製している。その結果、1 GHzを超える帯域幅にわたって、最大15 dBのモード変換非対称性と17％程度のモード変換効率が実証された。
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