刺激斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射在微球形回音壁模式谐振器
Summary
有效地产生相关的三阶非线性光学敏感性非线性现象Χ（3）三重谐振二氧化硅微球体的相互作用，提出本文。这里报道的相互作用是：受激拉曼散射（SRS），并且包括受激反斯托克斯拉曼散射（SARS）的四波混合过程。
Abstract
介电微球可以只灯光和音响，通过高品质因子回音壁模式一的时间长度（WGM）。玻璃微球可以被认为是能量的存储与一个巨大的各种应用：紧凑激光源，高度敏感的生物化学传感器和非线性现象。一种用于微球体和连接系统两者的制造协议中给出。这里所描述的成色剂是锥形的纤维。有效地产生相关的三阶非线性光学敏感性非线性现象Χ（3）三重谐振二氧化硅微球体的相互作用，提出本文。这里报道的相互作用是：受激拉曼散射（SRS），并且包括受激反斯托克斯拉曼散射（SARS）的四波混合过程。的空腔增强现象的证据是由缺乏泵，信号和闲散之间的相关性的给定：一个谐振模式具有存在以获得一对信号和惰。在hyperparametric振荡的情况下，（四波混频和受激反斯托克斯拉曼散射），模式必须满足能量和动量守恒和最后但并非最不重要的，有一个良好的空间重叠。
Introduction
回音壁模式谐振器（WGMR）显示两个独特的性能，长的光子寿命和小模体积允许的非线性现象1-3阈值的降低。回音壁模式是由全内反射在该介电空中接口局限于光学模式。而在时间限制涉及腔的品质因数Q的小模体积是由于高空间限制。 WGMR可具有不同的几何形状和有适于获得高Q谐振器4-6中表面张力的空腔，如二氧化硅微球显示出邻近原子级粗糙度，转换在高品质的因素不同的制造技术。这两种类型的约束，为非线性效应的门槛降低显著由于在WGMR里面强大的能量堆积。它也允许连续波（CW）的非线性光学器件。
WGMR可以用日来说明È量子数N，L，m和它们的偏振态，与所述氢原子7强烈类比。球面对称性允许在径向和角度依赖性的分离。径向溶液通过贝塞尔函数，角那些由球谐8给出。
石英玻璃是中心对称的，因此，相关的Χ二阶现象（2）的相互作用被禁止。在微球体的表面上，对称的反转被破坏和Χ（2）的现象可观察到1。然而，对于第二次频率产生相位匹配条件比在第三次频率代相当于更成问题，尤其是因为所涉及的波长有很大的不同，分散的作用，可以很重要。二阶相互作用极其微弱。所产生的电力尺度与Q 3，而对于THI三阶相互作用所产生的电能秤带Q 4 9出于这个原因，此工作的重点是三阶非线性光学敏感性Χ（3）相互作用如受激拉曼散射（SRS）和受激反斯托克斯拉曼散射（SARS）的，是在非典探索较少互动10,11。昌12和13坎皮略率先使用的高度非线性材料WGMR但泵浦激光器呈脉冲式，而不是CW滴非线性现象研究。相比于微小液滴的二氧化硅微球14,10和microtoroids 15提供更稳定和健壮平台，获得多的注意，在过去几十年。具体地，二氧化硅微球是非常容易制造和处理。
SRS是，可以在二氧化硅WGMR 14,15很容易地实现，因为达到阈值是足够纯的增益处理。在这种情况下，高circulati纳克的WGMR内强度保证拉曼激光，但对于参数振荡是不充分的。在这些情况下，有效的振荡需要相位和模式匹配，能量和动量守恒定律和所有谐振模式的一个良好的空间重叠必须满足16-18。这是SARS和FWM一般的情况下。
Protocol
Representative Results
Discussion
微球结构紧凑，高效的非线性振荡器和他们很容易制作和处理。锥形光纤可用于耦合，并从共振器抽取/光。能够得到共振造影高达95％和大约3×10 8个 Q因数。
这些制造技术的主要限制是大量生产和集成。纤维的清洁度是两者的微球和锥形关键的，所以是湿度。这两款器件都必须保存在干燥的环境中的长期持久的实验室生活。非常薄的锥度是脆弱的;应十分注意联轴器?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi
Ente Cassa di Risparmio di Firenze (No. 2014.0770A2202.8861)
Materials
| Optical Fiber | Corning | SMF28 | |
| Fiber coating stripper | Thorlabs | T06S13 | Available from other vendors as well |
| Fiber cleaver | Fitel | S325A | Available from other vendors as well |
| Fusion splicer | Furakawa | S177A-1R | Available from other vendors as well |
| Butane and Oxygen Gas | n/a | any vendor | |
| Microscope tube | Navitar | Zoom 6000 | Modular Kit |
| CCD camera | n/a | N/A | any will fit |
| Monitor | n/a | N/A | any monitor is valid |
| 3-Axis Stage | PI Instruments, Thorlabs, Melles | ||
| Assorted posts and mounts | Thorlabs | Available from other vendors as well | |
| Polarization control | Thorlabs | FPC030 | Available from other vendors as well |
| Attenuator | Throlabs | VOA50 | |
| Photodiode | Thorlabs | PDA400 | discontinued, replaced by PDA10CS-EC |
| Oscilloscope | Tektronix | DPO7104 | |
| Optical spectrum analyzer | Ando | AQ6317B | |
| Erbium Doped Fiber Amplifier | IPG Photonics | EAD-2K-C | |
| Tunable Laser | Yenista | TUNICS |
References
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