Brillouin optomechanics in nanophotonic structures

Autor(es)

Wiederhecker, Gustavo S. ^{[1, 2]} ; Dainese, Paulo ^{[2, 3, 4]} ; Mayer Alegre, Thiago P. ^{[1, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Gleb Wataghin Phys Inst, Appl Phys Dept, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Photon Res Ctr, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[3] Univ Estadual Campinas, Gleb Wataghin Phys Inst, Quantum Elect Dept, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[4] Corning Res & Dev Corp, One Sci Dr, Corning, NY 14830 - USA

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APL PHOTONICS; v. 4, n. 7 JUL 2019.
• Citações Web of Science: 2

Resumo

The interaction between light and mesoscopic mechanical degrees of freedom has been investigated under various perspectives, from spectroscopy in condensed matter, optical tweezer particle trapping, and long-haul optical fiber communication system penalties to gravitational-wave detector noise. In the context of integrated photonics, two topics with dissimilar origins-cavity optomechanics and guided wave Brillouin scattering-are rooted in the manipulation and control of the energy exchange between trapped light and mechanical modes. In this tutorial, we explore the impact of optical and mechanical subwavelength confinement on the interaction among these waves, coined as Brillouin optomechanics. At this spatial scale, optical and mechanical fields are fully vectorial and the common intuition that more intense fields lead to stronger interaction may fail. Here, we provide a thorough discussion on how the two major physical effects responsible for the Brillouin interaction-photoelastic and moving-boundary effects-interplay to foster exciting possibilities in this field. In order to stimulate beginners into this growing research field, this tutorial is accompanied by all the discussed simulation material based on a widespread commercial finite-element solver. (C) 2019 Author(s). (AU)

• Processo FAPESP: 08/57857-2 - Fotônica para comunicações ópticas
• Beneficiário: Hugo Luis Fragnito
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 12/17765-7 - Nanofotônica em semicondutores do Grupo IV e III-V
• Beneficiário: Gustavo Silva Wiederhecker
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/15580-6 - Cavidades optomecânicas rumo ao acoplamento forte com fótons únicos
• Beneficiário: Thiago Pedro Mayer Alegre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 13/20180-3 - Processos de espalhamento de luz em microestruturas fotônicas
• Beneficiário: Paulo Clóvis Dainese Júnior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 12/17610-3 - Optomecânica em cristais fotônicos e fonônicos
• Beneficiário: Thiago Pedro Mayer Alegre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/15577-5 - Circuitos nanofotônicos não-lineares: blocos fundamentais para síntese de frequências ópticas, filtragem e processamento de sinais
• Beneficiário: Gustavo Silva Wiederhecker
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2