光物理学：オプトメカニカル散逸ソリトン

波と物質の非線形相互作用によって、波動伝播の固有安定性や異常なスペクトル特性を特徴とするソリトンという現象が生じる可能性がある。ソリトンは、さまざまな物理系で形成され、通信、分光法、計測を含む幅広い応用において重要な役割を果たしてきた。近年、マイクロ共振器における散逸光カーソリトンの実現が、チップスケールのプラットフォームにおける周波数コムの生成につながった。共振器内において、光子は力学的モードと相互作用できる。共振器オプトメカニクスは、通信や、さまざまな周波数で動作する量子インターフェースシステム向けに、目的の周波数変換（マイクロ波周波数から光周波数への変換や、無線周波数から光周波数への変換など）に応用されている。今回我々は、オプトメカニカルマイクロ共振器において光場によって励起された力学的マイクロソリトンを観測し、光共振器におけるソリトン生成を、異なるスペクトル窓に拡張したことを報告する。ウィスパリング・ギャラリー・モード共振器の周囲を回る光場によって、オプトメカニカル結合を通して力学的非線形性が生じ、次に伝播するメカニカルモードに時間的に変化する周期的変調が誘起されて、モード分散が調整される。力学的損失がフォノン利得によって補償され、調整されたモード分散とオプトメカニカル非線形性が釣り合うと、安定した局所的な力学的波束、すなわち力学的ソリトンが実現可能になる。光によって駆動される力学的マイクロソリトンの実現は、オプトメカニカル技術への新たな道を開き、音響センシング、情報処理、エネルギー貯蔵、通信、表面音響波技術に応用される可能性がある。

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