Оптические мега и Оптические мега и микрорезонаторы микрорезонаторы Оптические Оптические микрорезонаторы с микрорезонаторы с гигантской добротностью гигантской добротностью Размер Размер < < 100 мкм 100 мкм Гигантские оптические резонаторы Гигантские оптические резонаторы с аттометровым разрешением с аттометровым разрешением Размер – 4 км Размер – 4 км
Оптические мега и микрорезонаторы. Гигантские оптические резонаторы с аттометровым разрешением Размер – 4 км. Оптические микрорезонаторы с гигантской добротностью Размер < 100 мкм. Гравитационные волны. Нобелевская премия 1993 года (косвенное подтверждения). Россия : 2 научные группы. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Оптические мега и микрорезонаторыОптические мега и микрорезонаторы
Оптические Оптические микрорезонаторы с микрорезонаторы с гигантской добротностьюгигантской добротностью
Размер Размер <<100 мкм100 мкм
Гигантские оптические резонаторы с Гигантские оптические резонаторы с аттометровым разрешениематтометровым разрешением
Размер – 4 кмРазмер – 4 км
Гравитационные волныГравитационные волны
Нобелевская премия 1993 года (косвенное подтверждения)Нобелевская премия 1993 года (косвенное подтверждения)
V.B.Braginsky, M.L.Gorodetsky and S.P.VyatchaninPhys. Letts A264 (1999) 1.
Большое множество разнообразных видов шумов, в которых пытаемся разобраться.
Частотные зависимости основных шумов из зоопарка в зеркалах лазерных гравитационных антенн.
Большое множество разнообразных видов шумов, в которых пытаемся разобраться.
19101910 Рэлей объясняет Рэлей объясняет акустические эффекты акустические эффекты ““шепчущей галереишепчущей галереи” ” собора собора св. Павла в Лондонесв. Павла в Лондоне
19193939 Рихтмайер Рихтмайер: : добротность может добротность может быть очень великабыть очень велика19197777 Ашкин и Джиджич. Узкие Ашкин и Джиджич. Узкие резонансы при рассеянии света на резонансы при рассеянии света на капляхкаплях19198787 Брагинский и Ильченко. СВЧ Брагинский и Ильченко. СВЧ кольцевые резонаторы. Добротность кольцевые резонаторы. Добротность 101099
Предыстория микрорезонаторовПредыстория микрорезонаторов с с модами шепчущей галереимодами шепчущей галереи
Основные результаты в МГУОсновные результаты в МГУ
19961996. Стабилизация частоты полупроводниковых лазеров с . Стабилизация частоты полупроводниковых лазеров с помощью микросфер (совместно с ФИАН и помощью микросфер (совместно с ФИАН и NIST).NIST).
19981998. Разработана теория оптимальной связи с . Разработана теория оптимальной связи с микрорезонаторамимикрорезонаторами
20002000. Теория рассеяния и связи мод в микрорезонаторах. Теория рассеяния и связи мод в микрорезонаторах 20002000. Измерение малых оптических потерь в жидкостях . Измерение малых оптических потерь в жидкостях
методом погруженного сферического микрорезонатора. методом погруженного сферического микрорезонатора. 20042004. Экспериментальное измерение фундаментальных . Экспериментальное измерение фундаментальных
оптических флуктуаций в микрорезонаторах. оптических флуктуаций в микрорезонаторах. 20052005. Теоретическое и экспериментальное исследование . Теоретическое и экспериментальное исследование
нестационарных нелинейных эффектов в микросферах. нестационарных нелинейных эффектов в микросферах. 20062006. Квазигеометрическая теория мод шепчущей галереи в . Квазигеометрическая теория мод шепчущей галереи в
произвольных осесиметричных резонаторахпроизвольных осесиметричных резонаторах 20072007. Собственные частоты и добротность в геометрической . Собственные частоты и добротность в геометрической
теории мод шепчущей галереитеории мод шепчущей галереи
Коммерческие фильтры, Коммерческие фильтры, модуляторы, СВЧ оптоэлектронные модуляторы, СВЧ оптоэлектронные генераторы на основе оптических генераторы на основе оптических
микрорезонаторовмикрорезонаторов
Те же термодинамические Те же термодинамические флуктуациифлуктуации
M.L.Gorodetsky and I.S.Grudinin, JOSA B, 21, 697-705 (2004)
Частотные гребенкиЧастотные гребенкиPulsed Laser
Spence et al, Optics Letters, 16(1):42–44, January 1991, etc…
Частотный спектр
Nobel Prize Physics 2005: "for their contributions to the development of laser-based precision spectroscopy, including the optical frequency comb technique"
J. Hall T. Hänsch
2626
Применение частотных гребенокПрименение частотных гребенок
Частотная гребенка может состоять более чем из 10000 лазерных линий!
• Высокоскоростные линии связи
– один канал на одну линию
гребенки
• Прецизионная спектроскопия
– Измерение атомных переходов
Оптические часы – Точность выше чем у атомных переходов
PTB
NIST
Кварцевая пленка (2 мкм) на кремниевой подложке
Кварцевые диски после
травления в HF
Кварцевые диски на ножках после травления XeF2
Изготовление микроторов
2828
Микрорезонатор как генератор частотных гребенокМикрорезонатор как генератор частотных гребенок
Размер: ~ 1м Размер: ~100 мкм
Обычная частотная гребенка Микротороид
10000 раз меньше
Del’Haye, et al. Nature, 2007
Savchenkov et al. PRL 2008Grudinin et al. Opt. Letts, 2009
Agha, et al. Opt. Express, 2009
3030
Пример использования:Поиск экзопланет
ESO Очень Большой Телескоп (VLT) в Чили Спектрометр X-Shooter (Мюнхен)
Спектр гребенки микрорезонатора (расстояние 83 ГГц) на эшелете спектрометра
Измерение механических смещений на квантовом уровне
Резонанс зависит от положения струны:
Броуновское движениеПереносится в оптический спектр: