二次元周波数コムにおけるフォトニック・スネーク状態

多くの非線形光学現象に固有の不安定性を抑制することは、現代フォトニクスにとって極めて重要である。特に、いわゆるスネーク不安定性は、局所的な波動ストライプを大幅に歪ませることで広く知られている。それによって、過渡的な短寿命の動的状態が生じ、最終的に減衰する。この現象は、河川の蛇行から超流動体まで、非線形科学において至る所で見られ、これまでのところ、依然として制御不可能のようである。しかし今回我々は、定常的でロバストな二次元ジグザグ状態の形成につながる過程によって、光学的スネーク不安定性を利用できることを示す。我々は、そうした新しいタイプの非線形波が、円筒微小共振器の双曲線領域に存在すること、そして、スペクトル不均一性と本質的同期を特徴とする二次元周波数コムに必然的に対応することを見いだした。我々は、そうした時空間的フォトニック・スネーク状態の存在の条件を明らかにするとともに、摂動に対する著しいロバスト性を確認している。今回の知見は、周波数コム生成の新しいパラダイムを表している。従って、通信、計測、分光法におけるあらゆる種類の応用への扉が開かれる。