エッジレス・フォトニック結晶共振器における自発的パルス形成

複雑系における非線形性は、構成要素間の基本相互作用を通してパターン形成につながる。集積フォトニクスを用いて、非線形性の精密制御を行うことで新しいパターンが研究され、応用が推進されている。特に、カー非線形共振器では、チューリングパターンを含む少数の干渉波からなる定常状態や広域スペクトルにわたる波からなる局在ソリトンが生じる。十分強い励起によって不安定なカー共振器からチューリングパターンが現れるが、一定の励起の下ではカーソリトンは自発的に形成されないため、この有用な状態の利用が困難になっている。今回我々は、チューリングパターンの代わりに自発的ソリトン形成を可能にするエッジレス・フォトニック結晶共振器（PhCR）を調べている。我々は、ソリトン状態に有利になるようカー非線形周波数シフトのバランスを取る、群速度分散欠陥の単一方位モード・エンジニアリング向けのPhCRナノパターンを設計した。今回の実験では、超精密光周波数測定を通してモードロックパルスとしてPhCRソリトンを確立している。我々は、ナノフォトニクスによって非線形工学の幅が広がり、新しい現象や光源が可能になることを示している。