Čukstošās galerijas modu rezonatori

Čukstošās galerijas modu rezonatori (Whisperring Gallery Mode resonators) ir aktuāla tēma fizikā. 

Jaunākās publikācijas šajā tēmā pasaulē: http://www.nature.com/subjects/microresonators 

 

Čukstošo galeriju modu (ČGM) rezonatori ir izpelnījušies īpašu pētnieku uzmanību savu unikālo īpašību dēļ. ČGM veidojas gaismai atstarojoties no ieliektas virsmas, un modas trajektoriju rezonatorā var iedomāties kā vienādmalu daudzstūri, ko ierobežo tā virsma. Rezonatora ģeometrijas simetriskās prasības ir vienkārši apmierināt, jo nepieciešama vai nu sfēriska simetrija (mikrosfēra, mikroburbulis), vai arī cilindriska simetrija (mikrodisks, mikrogredzens, mikrotoroīds). Tā kā ČGM rezonatora rezonanses frekvence ir atkarīga gan no tā izmēra R, gan refrakcijas koeficienta n, tad nelielas izmēra izmaiņas ΔR vai refrakcijas koeficienta izmaiņas Δn rada ievērojamu rezonanses frekvences modas nobīdi Δλ. Šī augstā jutība paver iespēju ČGM rezonatorus izmantot dažādiem pielietojumiem, gan kā filtrus, gan kā lāzeru rezonatorus, gan arī kā sensorus.

Mikrosfēras rezoantori ir vienkāršākie 3D ČGM rezonatori. Mikrosfēras rezonatorus ir viegli izgatavot. To izmēri sfēras diametram parasti ir vien desmit līdz daži simti mikrometru, atkarībā no izvēlētās optiskās stikla šķiedras. Mikrošķiedras gals tiek kausēts  un šķidrā stikla virsmas spraiguma savelk materiālu sfērā.

Lai praktiski pielietotu mikrorezonatorus, ir nepieciešamas efektīvs veids kā gaismas staru ievadīt rezonatorā. Viens no veidiem kā sapārot gaismu ir izmantot prizmu ar lielu laušanas koeficientu. Gaismas stars nonāk prizmā un pilnīgas iekšējās atstarošanās dēļ atstarojas no prizmas virsmas. Tomēr gaismas elektromagnētiskais lauks nedaudz izspiežas ārpus prizmas un var pārklāties ar gaismas lauku, kas izspiežas ārpus rezonatora.


Vairāk informačijas par čukstošās galerijas modu rezonatoriem lasi šeit (referāta autors Pauls K. Reinis).

Attēlā pa kreisi redzams, kā ar prizmas palīdzību sfēriskā stikla lodē, kuras diametrs ir 6 cm, ievadīts lāzera stars. Spīdošā zaļā josla lodes vidū tad arī ir ČGM. Attēlā pa labi tika atkārtos eksperiments ar ievērojami mazāka izmēra lodi, kuras diametrs ir tikai aptuveni milimetrs.

2014.g. Kerry Vahala lekcija (Youtube) par mikrorezonatoriem. K.Vahala ir nozīmīgs līderis šajā jomā. K.Vahara zinātniskā grupa (web), Caltech, ASV

2014.g. Tobias J. Kippenberg lekcija (Youtube) par mikrorezonatoriem. T.Kippenberg ir nozīmīgs līderis šajā jomā.

2013.g. Takasumi Tunabe lekcija (Youtube) par mikrorezonatoriem.