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光物理学：ニオブ酸リチウムマイクロリング共振器における広帯域電気光学周波数コムの生成
Nature 568, 7752 doi: 10.1038/s41586-019-1008-7
光周波数コムは、等間隔の離散的な光周波数成分から構成されており、光通信、精密計測、計時、分光法に不可欠なツールとなっている。現在、スペクトル幅の広いコムは、モードロックレーザーあるいは三次のカー非線形性を有する分散制御された共振器によって生成されることが多い。別のコム生成方法として、強い二次非線形性を有する共振器における電気光学（EO）位相変調を用いて、安定性と制御性が優れたコムを得る方法がある。しかし、これまでのEOコムは、EO相互作用強度が弱く自由空間系における分散制御が不十分なため、狭い幅に限定されていた。今回我々は、分散制御を可能にする一方で、大きなEO応答、非常に低い光学損失、高度に共局在化したマイクロ波場と光場を特徴とする薄膜ニオブ酸リチウム・フォトニックプラットフォームにおいて集積型EOコム生成器を実現することによって、これらの制限を克服した。測定したEOコムは通信Lバンド全体よりも広い周波数範囲に及んでおり（900本を超えるコム線が約10 GHzの間隔で並んでいる）、我々は、今後の分散制御によってオクターブに及ぶコムが可能になることを示す。さらに我々は、今回のコム生成器が変調周波数の離調に対して耐性が高く、周波数間隔を7桁にわたって（10 Hz〜100 MHz）微調整できることを実証し、この特徴を用いて1つの共振器でデュアル周波数コムを生成した。今回の結果は、集積型EOコム生成器が幅広い安定したコムスペクトルを生成できることを示している。その優れた再構成能は、集積型カー・コムの強力な補完となり、分光法から光通信までさまざまな応用が可能になる。
