全自由度の時空間光変調器

光場の全ての複雑さを利用するには、時間・空間領域内の全自由度を完全に制御する必要があるが、これは、現在の空間光変調器やアクティブメタサーフェス、光フェーズドアレイでは達成されていない目標である。今回我々は、（1）逆設計を通した高フィネスマイクロ共振器との1に近い垂直結合、（2）最適化された300 mmフルウエハー加工によるスケーラブルな作製、（3）自動化閉ループ「ホログラフィックトリミング」を用いたピコメートル精度の共振アラインメント、（4）高速μLEDアレイを通した面外共振器制御という4つの主要な進展によって可能になったプログラム可能なフォトニック結晶共振器アレイを用いて、この課題を解決した。我々は、それぞれを組み合わせることで、ナノ秒オーダーかつフェムトジュールオーダーのスイッチングによる、64共振器の二次元空間光変調器の完全に近い時空間制御を実証する。今回の研究は、空間帯域幅限界と時間帯域幅限界に近い波長スケールモードを同時に動作させることによって、マルチモード光学制御の基本的限界において、プログラム可能性の新領域を開くものである。