光物理学：1オクターブ離れたレーザー間に生じる自己整合型光マイクロコム
Nature 658, 8135 doi: 10.1038/s41586-026-11086-2
光周波数コム（OFC）は、精密計測、次世代ナビゲーション、基礎物理の検証に不可欠な周波数の物差しである。多大な努力が払われてきたにもかかわらず、チップ集積型のOFCは依然として実験室の域を出ず、小型で費用対効果に優れた実用的な展開への期待は実現できていない。製造と集積化の改良が重要であるものの、概念上の制約が進展を阻んできた。オンチップOFCアーキテクチャーで目標とされてきたのは卓上型の小型化であり、単一のポンプ光を起点として外側へとカスケード状に展開する方式に依存してきたからである。この手法では、集積プラットフォームで、ゼロ周波数オフセットのロバストな検出に不可欠な、高強度・低雑音の1オクターブ離れた信号を容易に生成することはできない。今回我々は、アーキテクチャーを逆転させ、1オクターブ離れた2つのポンプ光の間を光マイクロコムのスペクトルで満たすことでこの制限を克服した。2つのポンプ光は、集積型χ(3)共振器内に、パラメトリック駆動される共振器ソリトンを生成し、このソリトンが、ファウンドリーで製造された複数のデバイスやさまざまな動作構成において、両方のポンプ光にロバストに自己整合する。これにより、通信波長から可視波長まで1オクターブにわたる単一のコムが生成された。そのゼロ周波数オフセットは、ポンプ光の高調波オフセットによって定まり、従って、高い信頼性で検出して安定化できる。我々は、同一の自己整合型マイクロコムを入力同期のみを変えて用い、光周波数合成、低雑音ミリ波発生、集積型光時計の読み出しというOFC計測の3つの主要なタスク全てを実行することで、今回のプラットフォームの性能を実証した。
