克尔微谐振腔孤子的热退相干与激光冷却
光学
2019-03-04 v1
摘要
热噪声在微观系统和高精度测量中无处不在。控制热噪声，尤其是利用激光施加耗散，在揭示气体量子 regime、寻找基础物理以及实现实际应用方面对科学有着重大影响。近来，微谐振腔中的非线性光-物质相互作用开辟了新的微观器件类别。一个关键例子是克尔微谐振腔频率梳；所谓的孤子微梳不仅探索非线性科学，还实现了集成光子器件，如光学合成器、光学时钟和数据通信系统。在此，我们探究热噪声如何导致孤子微梳的基本退相干。我们表明，类粒子孤子与其基于硅芯片的谐振腔处于热平衡状态。因此，孤子微梳的模态线宽被热展宽。我们的实验利用载波包络偏移频率探测的创纪录灵敏度，以揭示这一强热噪声关联 regime。此外，我们发现对孤子的被动激光冷却将热退相干降低至远低于环境温度极限。我们通过微谐振腔光热力实现激光冷却，并观察到频率梳光被冷却至 84 K 的有效温度。我们的工作阐明了非线性光子学、微观物理涨落与精密计量之间的内在联系，这些联系可被用于创新的器件与方法以操控光。
引用
@article{arxiv.1903.00431,
title = {Thermal decoherence and laser cooling of Kerr microresonator solitons},
author = {Tara E. Drake and Jordan R. Stone and Travis C. Briles and Scott B. Papp},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.00431},
year = {2019}
}