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フォトニクス:オプトメカニクスによる電磁誘導透過および低速光

Nature 472, 7341 doi: 10.1038/nature09933

マイクロファブリケーションやナノファブリケーション技術の進歩を受けて、局所的な光学的励起と機械的励起の間の相互作用を制御することが最近可能になった。これまでのところ、オプトメカニクスに関するほとんどの実験的研究は、光学系との相互作用を通して機械的サブシステムを測定・制御することに重点を置いており、これらは動的反作用冷却や機械系の光学的剛性の実験的実証につながってきた。逆に、このような系の光学的応答も、機械的相互作用の存在下では変化し、電磁誘導透過(EIT)やパラメトリック・ノーマルモード分裂などの効果につながる。原子系においては、低速光や停止光(現代の光ネットワークや将来の量子ネットワークに応用可能)の研究で過去20年間にわたって、EITが実験的研究の最前線となってきた。今回我々は、設計された光子–フォノン相互作用を通して光の速度を制御するためにオプトメカニカル非線形性を使って、ナノスケール・オプトメカニカル結晶でEITおよび調節可能な光遅延を実証した。我々のデバイスは、シリコン薄膜にエッチングで単に孔をあけることで作製された。低温(8.7ケルビン)では、光学的に調節可能な50ナノ秒の遅延と1に近い光透過性、および信号先行1.4マイクロ秒の超光速光が得られた。これらの結果は、集積量子オプトメカニカル・メモリーへ向けての大きな進歩を示す一方、古典的な信号処理への応用としても意味がある。類似の電磁誘導吸収領域における室温での測定結果は、これらのチップスケール・オプトメカニカルシステムが、光波にのせたマイクロ波(microwave-over-optical)信号の光バッファリング、増幅、フィルタリングに有用であることを示している。

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