原子スピンによって制御されるファイバー導波光の非相反的ラマン増幅

非相反光増幅器における利得は、光がデバイスを通って順方向に伝搬するか逆方向に伝搬するかによって決まる。一般的に、相反性を破るには、磁気光学効果、時間変調、光学非線形性のいずれかが必要になる。それに対し、今回我々は、テーパーファイバーセクションのナノファイバーウエスト部と結合したスピン偏極原子によってもたらされるラマン利得を用いて、ファイバー導波光の非相反的増幅を実証する。この非相反的応答は、偏極依存性の原子–光結合と共にナノファイバー導波モードの伝搬方向依存性の局所偏極に起因している。我々は、この新たな機構が、外部磁場なしでも実装できるとともに、原子スピン状態を通して増幅方向の十分な制御を可能にすることを示す。今回の結果によって、複雑な光ネットワークの構築が容易になる可能性がある。さらに、他の適切な量子エミッターを用いれば、フォトニック集積回路や回路量子電気力学において今回の方式を実装できる可能性がある。