光物理学：集積ターンキーソリトンマイクロコム

光周波数コムは、科学技術において幅広く応用されている。小型の集積コムシステムのための重要な進歩の１つが、コヒーレントにポンピングされたQ値の高い光微小共振器における散逸カーソリトンの形成である。そうしたソリトンマイクロコムは、分光法、系外惑星の探索、光周波数合成、時間管理などの分野で応用されてきた。さらに最近、微小共振器とレーザーの集積によって、完全にチップベースのソリトンマイクロコムの実現可能性が明らかになっている。しかし、マイクロコムの動作には、集積が難しい光学部品と電気部品を必要とする複雑な起動プロトコルとフィードバックプロトコルが必要であり、電子回路と互換性がある速度で動作するマイクロコム（ほぼ全てのコムシステムで必要となる）は、必要な出力が高いためにポンプレーザーとはまだ集積されていない。今回我々は、ポンプレーザーと同時集積したソリトンマイクロコムのターンキー動作領域を、実験的に実証するとともに理論的に説明する。我々は、ポンプレーザーのスイッチを入れるとすぐにソリトンが生成される動作点が出現し、これによって光制御回路や電子制御回路が不要になることを示す。こうした特徴をQ値の高いSi₃N₄共振器と組み合わせると、繰り返し周波数が15 GHzと低いマイクロコムが得られ、これは業界標準のバタフライパッケージに完全集積されるため、大量生産のための強力な利点が得られる。

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