連続体の束縛状態に基づく超コヒーレントファノレーザー

レーザーの消費電力の低減と小型化は重要な課題であるが、出力レベルを低くするとコヒーレント放射より量子雑音が支配的になるため、その進展は阻まれてきた。そのため、フォトニック結晶レーザー、金属レーザー、プラズモニックレーザーなど、マイクロスケールやナノスケールのレーザーがかなり進歩したにもかかわらず、コヒーレンス長はまだ非常に制限されている。今回我々は、ファノ干渉に基づく連続体中の束縛状態によって、量子ゆらぎが効果的に抑制され得ることを示す。この特異な状態は、本質的に壊れやすいが、自然放出の効果が抑制されるよう光子を再分配する。我々は、このコンセプトに基づいて、線幅が既存の微小レーザーの20分の1以下の微小レーザーを実験的に実証し、さらに数桁の縮小が実現可能であることを示す。今回の知見は、微小レーザーの多くの応用への道を開き、フォトニクスの枠を越えて新たな機会を示すものである。