Artificial dispersion of active optical coupled resonator systems

Stéphane Trebaol; Thị Kim Ngân Nguyên; Hervé Tavernier; Laura Ghişa; Yannick Dumeige; Patrice Féron

doi:10.1016/j.crhy.2009.10.014

Artificial dispersion of active optical coupled resonator systems
[Dispersion artificielle de systèmes à résonateurs optiques actifs couplés]

Stéphane Trebaol ¹ ; Thị Kim Ngân Nguyên ² ; Hervé Tavernier ² ; Laura Ghişa ¹ ; Yannick Dumeige ¹ ; Patrice Féron ¹

¹ ENSSAT-FOTON (CNRS-UMR 6082) – Université de Rennes 1, 6, rue de Kerampont, boîte postale 80518, 22300 Lannion, France
² FEMTO-ST (CNRS-UMR 6174) – Université de Franche-Comté, 16, route de Gray, 25030 Besançon, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 10, pp. 964-979.

Résumé
Abstract

Nous étudions d'un point de vue théorique et expérimental les propriétés dispersives de systèmes de résonateurs actifs couplés ou non. Dans le cas d'un unique résonateur, nous présentons un protocole expérimental simple qui nous permet de connaître en détail le régime de couplage du résonateur et par conséquent ses propriétés dispersives. Nous montrons que les systèmes de résonateurs actifs couplés offrent suffisament de degrés de liberté pour façonner les différents ordres de dispersion. Toutes les propositions sont testées expérimentalement en utilisant un système modèle fait de résonateurs à fibres dopées ${Er}^{3 +}$ . Ces milieux artificiels pourraient être utilisés comme lignes à retard optiques variables ou amplificatrices. Nous montrons également que le protocole expérimental proposé dans cet article peut aussi être appliqué à des résonateurs à modes de galerie passifs.

We study both theoretically and experimentally the dispersive properties of single or coupled active resonators. In the case of single resonator systems, we present a simple experimental protocol which allows us to obtain in detail its coupling regime and thus their dispersive properties. We show that the active coupled systems offer some degrees of freedom to tailor the high dispersion orders. All the propositions are experimentally tested using a model system made of ${Er}^{3 +}$ doped fiber ring resonators. These artificial media could be used as tunable or amplifying compact optical delay lines. We also show that the proposed experimental protocol can be applied to passive whispering gallery mode resonators.

Publié le : 2009-12-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2009.10.014

Keywords: Coupled resonators, Whispering gallery mode resonators, Selective amplification, Optical delay lines
Mot clés : Résonateurs couplés, Résonateurs à modes de galerie, Amplification sélective, Lignes à retard optiques

Affiliations des auteurs :

Stéphane Trebaol ¹ ; Thị Kim Ngân Nguyên ² ; Hervé Tavernier ² ; Laura Ghişa ¹ ; Yannick Dumeige ¹ ; Patrice Féron ¹

¹ ENSSAT-FOTON (CNRS-UMR 6082) – Université de Rennes 1, 6, rue de Kerampont, boîte postale 80518, 22300 Lannion, France
² FEMTO-ST (CNRS-UMR 6174) – Université de Franche-Comté, 16, route de Gray, 25030 Besançon, France

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Stéphane Trebaol; Thị Kim Ngân Nguyên; Hervé Tavernier; Laura Ghişa; Yannick Dumeige; Patrice Féron. Artificial dispersion of active optical coupled resonator systems. Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 10, pp. 964-979. doi : 10.1016/j.crhy.2009.10.014. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2009.10.014/

Bibliographie
Cité par

[1] S.E. Harris; J.E. Field; A. Imamoğlu Phys. Rev. Lett., 64 (1990), pp. 1107-1110

[2] L.V. Hau; S.E. Harris; Z. Dutton; C.H. Behroozi Nature (London), 397 (1999), pp. 594-598

[3] M.S. Bigelow; N.N. Lepeshkin; R.W. Boyd Phys. Rev. Lett., 90 (2003), p. 113903

[4] M. Herráez; K.Y. Song; L. Thévenaz Appl. Phys. Lett., 87 (2005), p. 081113

[5] G. Lenz; B.J. Eggleton; C.K. Madsen; R.E. Slusher IEEE J. Quantum Electron., 37 (2001), pp. 525-532

[6] T. Baba Nat. Photon., 2 (2008), pp. 465-473

[7] F. Xia; L. Sekaric; Y. Vlasov Nat. Photon., 1 (2007), pp. 65-71

[8] A. Yariv Electron. Lett., 36 (2001), pp. 321-322

[9] H.A. Haus Waves and Fields in Optoelectronics, Prentice-Hall, 1984

[10] B.J.J. Slagmolen; M.B. Gray; K.G. Baigent; D.E. McClelland Appl. Opt., 39 (2000), pp. 3638-3643

[11] S. Minin; M.R. Fisher; S.L. Chuang Appl. Phys. Lett., 84 (2004), pp. 3238-3240

[12] G.S. Pandian; F.E. Seraji IEE Proc., 138 (1991), pp. 235-239

[13] H.J. Schmitt; H. Zimmer IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 14 (1966), pp. 206-207

[14] Z.K. Ioannidis; P.M. Radmore; I.P. Giles Opt. Lett., 13 (1988), pp. 422-424

[15] J. Poirson; F. Bretenaker; M. Vallet; A. Le Floch J. Opt. Soc. Am. B, 14 (1997), pp. 2811-2817

[16] A.M. Yacomotti; F. Raineri; C. Cojocaru; P. Monnier; J.A. Levenson; R. Raj Phys. Rev. Lett., 96 (2006), p. 093901

[17] Y. Dumeige; S. Trebaol; L. Ghisa; T.K.N. Nguyen; H. Tavernier; P. Féron J. Opt. Soc. Am. B, 25 (2008), pp. 2073-2080

[18] L.F. Stokes; M. Chodorow; H.J. Shaw Opt. Lett., 7 (1982), pp. 288-290

[19] B. Crosignani; A. Yariv; P. Di Porto Opt. Lett., 11 (1986), pp. 251-253

[20] J.T. Kringlebotn; P.R. Morkel; C.N. Pannell; D.N. Payne; R.I. Lamimg Electron. Lett., 28 (1992), pp. 201-202

[21] J.M. Choi; R.K. Lee; A. Yariv Opt. Lett., 26 (2001), pp. 1236-1238

[22] J.E. Heebner; V. Wong; A. Schweinsberg; R.W. Boyd; D.J. Jackson IEEE J. Quantum Electron., 40 (2004), pp. 726-730

[23] A.A. Savchenkov; A.B. Matsko; V.S. Ilchenko; L. Maleki Opt. Express, 15 (2007), pp. 6768-6773

[24] R. Loudon; M. Harris; T.J. Shepherd Phys. Rev. A, 48 (1993), pp. 681-701

[25] K. Totsuka; M. Tomita Opt. Lett., 32 (2007), pp. 3197-3199

[26] J. Morville; D. Romanini; M. Chenevier; A. Kachanov Appl. Opt., 41 (2002), pp. 6980-6990

[27] C. Dong; C. Zou; J. Cui; Y. Yang; Z. Han; G. Guo Chin. Opt. Lett., 7 (2009), pp. 299-301

[28] S.T. Chu; B.E. Little; W. Pan; T. Kaneko; Y. Kokubun IEEE Photon. Technol. Lett., 11 (1999), pp. 1426-1428

[29] T. Opatrný; D.G. Welsch Phys. Rev. A, 64 (2001), p. 023805

[30] L. Maleki; A.B. Matsko; A.A. Savchenkov; V.S. Ilchenko Opt. Lett., 29 (2004), pp. 626-628

[31] D.D. Smith; H. Chang; K.A. Fuller; A.T. Rosenberger; R.W. Boyd Phys. Rev. A, 69 (2004), p. 063804

[32] A. Naweed; G. Farca; S.I. Shopova; A.T. Rosenberger Phys. Rev. A, 71 (2005), p. 043804

[33] D.D. Smith; N.N. Lepeshkin; A. Schweinsberg; G. Gehring; R.W. Boyd; Q.-H. Park; H. Chang; D.J. Jackson Opt. Commun., 264 (2006), pp. 163-168

[34] Q. Xu; S. Sandhu; M.L. Povinelli; J. Shakya; S. Fan; M. Lipson Phys. Rev. Lett., 96 (2006), p. 123901

[35] K. Totsuka; N. Kobayashi; M. Tomita Phys. Rev. Lett., 98 (2007), p. 213904

[36] Y. Dumeige; T.K.N. Nguyen; L. Ghisa; S. Trebaol; P. Féron Phys. Rev. A, 78 (2008), p. 013818

[37] L.Y. Mario; M.K. Chin Opt. Express, 16 (2008), pp. 1796-1807

[38] M. Xiao; Y.-Q. Li; S.-Z. Jin; J. Gea-Banacloche Phys. Rev. Lett., 74 (1995), pp. 666-669

[39] R. Tripathi; G.S. Pati; M. Messall; K. Salit; M.S. Shahriar Opt. Commun., 266 (2006), pp. 604-608

[40] R.M. Camacho; M.V. Pack; J.C. Howell Phys. Rev. A, 73 (2006), p. 063812

[41] D. Strekalov; D. Aveline; N. Yu; R. Thompson; A.B. Matsko; L. Maleki J. Lightw. Technol., 21 (2003), pp. 3052-3061

[42] S. Poinsot; H. Porte; J.P. Goedgebuer; W.T. Rhodes; B. Boussert Opt. Lett., 27 (2002), pp. 1300-1302

[43] V. Van J. Lightw. Technol., 24 (2006), pp. 2912-2919

[44] Y. Dumeige IEEE Photon. Technol. Lett., 21 (2009), pp. 435-437

[45] J.K.S. Poon; L. Zhu; J.M. Choi; G.A. DeRose; A. Scherer; A. Yariv J. Opt. Soc. Am. B, 24 (2007), pp. 2389-2393

[46] J. Scheuer EPL, 77 (2007), p. 44004

[47] Y. Dumeige EPL, 86 (2009), p. 14003

[48] Z. Shi; R.W. Boyd; R.M. Camacho; P.K. Vudyasetu; J.C. Howell Phys. Rev. Lett., 99 (2007), p. 240801

[49] Y. Dumeige; S. Trebaol; P. Féron Phys. Rev. A, 79 (2009), p. 013832

[50] C. Peng; Z. Li; A. Xu Appl. Opt., 46 (2007), pp. 4125-4131

[51] Y. Zhang; N. Wang; H. Tian; H. Wang; W. Qiu; J. Wang; P. Yuan Phys. Lett. A, 46 (2008), pp. 5848-5852

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