Multi-port non-reciprocity optical device using Raman-induced antiferromagentic resonance

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K18735
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 大道 英二 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00323634)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: ウィスパリングギャラリーモード / テラヘルツ波 / 反強磁性共鳴

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、反強磁性体を微小光共振器とする新しいウィスパリングギャラリーモードの観測を目指す。具体的には微小光共振器内部に閉じ込めた光により反強磁性共鳴モードの検出、制御を試みる。ウィスパリングギャラリーモードの観測では、エバネッセント波で光源と結合した微小光共振器に対し、入射光の周波数を掃引し、その透過光強度の観測を行う必要性がある。微小共振器と光学系の結合方式にはいくつかの方式があるが、位相整合の観点からプリズムを用いた結合が望ましいことが分かった。この方式ではプリズム内部端面で入射光を全反射させ、プリズムの外側にエバネッセント波を発生させる。
光源である1550 nm帯ファイバ結合DFBレーザーからでた光をコリメータにより集光し、プリズム内部へと入射した。プリズム内部端面で全反射したレーザー光を再びコリメータによりファイバへ導光することで透過光強度の測定を行った。光学系全体は、微妙な位置調整が可能なステージを組み合わせて構成した。本研究はDFBレーザーの素子温度を精密に制御することにより周波数掃引を可能にした。また、プリズム端面にガラスでできた微小球を近づけていくことでエバネッセント波とガラス球の結合を調節した。実際に、ガラス球の距離をプリズムに近づけていくと、ある特定の位置においてウィスパリングギャラリーモードによるものと思われる信号を観測することができた。また、二色のレーザー光をプリズム内部に導光し、微小共振器内に差周波数であるテラヘルツ波の発生を試みた。