"Multichannel cavity optomechanics for all-optical amplification of radio frequency signals". H. Li, Y. Chen, J. Noh, S. Tadesse, M. Li. NATURE COMMUNICATIONS 3, 1091 (2012). DOI: 10.1038/ncomms2103
Optomechanical phenomena in photonic devices provide a new means of
light–light interaction mediated by optical force actuated mechanical
motion. In cavity optomechanics, this interaction can be enhanced
significantly to achieve strong interaction between optical signals in
chip-scale systems, enabling all-optical signal processing without
resorting to electro-optical conversion or nonlinear materials. However,
current implementation of cavity optomechanics achieves both excitation
and detection only in a narrow band at the cavity resonance. This
bandwidth limitation would hinder the prospect of integrating cavity
optomechanical devices in broadband photonic systems. Here we
demonstrate a new configuration of cavity optomechanics that includes
two separate optical channels and allows broadband readout of
optomechanical effects. The optomechanical interaction achieved in this
device can induce strong but controllable nonlinear effects, which can
completely dominate the device's intrinsic mechanical properties.
Utilizing the device's strong optomechanical interaction and its
multichannel configuration, we further demonstrate all-optical,
wavelength-multiplexed amplification of radio-frequency signals.
Los fenómenos optomecánicos en los dispositivos fotónicos permiten nuevas maneras de interacción de luz con luz, a partir de fuerzas ópticas que provocan movimientos mecánicos. En las cavidades optomecánicas esta interacción se puede aumentar significativamente para lograr una fuerte interacción entre las señales ópticas de sistemas de circuitos integrados, permitiendo un procesamiento de señales por medios completamente ópticos sin que se requiera conversión electroóptica o materiales no lineales. Sin embargo, la actual implementación de cavidades optomecánicas logra tanto la excitación como la detección de tan sólo una banda estrecha en la cavidad de resonancia. Esta limitación en el ancho de banda puede limitar la potencial aplicación de dispositivos de cavidades optomecánicas integradas en sistemas fotónicos de amplio ancho de banda. Aquí se demuestra una nueva configuración de cavidades optomecánicas que incluye dos canales ópticos separados y también permite la lectura efectos optomecánicos en un amplio ancho de banda. La interacción optomecánica que logra este dispositivo puede inducir efectos no lineales intensos pero controlables, los cuales pueden dominar por completo las propiedades mecánicas intrínsecas al dispositivo. Utilizando la fuerte interacción optomecánica del dispositivo y su configuración multicanal, se demuestra, por medios completamente ópticos, una amplificación de longitudes de onda multiplexadas de señales de radiofrecuencia.
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