洛桑联邦理工学院 光子二聚体中的齿轮孤子
信用:EPFL/阿列克谢·蒂坎 在频域中形成梳状的周期性光脉冲被广泛用于感测和测距
这项技术向芯片集成解决方案小型化的关键是在环形微谐振器中产生耗散孤子
耗散孤子是围绕非线性谐振器圆周循环的稳定脉冲
自从第一次演示以来，耗散孤子形成的过程已被广泛研究，今天它被认为是教科书知识
世界各地的不同研究小组正在积极研究进一步发展的几个方向
其中一个方向是在耦合谐振器中产生孤子
许多谐振器的集体效应保证了更好的性能和对频率梳的控制，利用了另一个(空间)维度
但是附加谐振腔的耦合是如何改变孤子产生过程的呢？相互影响的任何种类的相同振荡器不能再被认为是一组不同的元素
由于杂交现象，这样一个系统的激发影响了它的所有元素，系统必须作为一个整体来对待
当杂交发生时，最简单的情况是两个耦合的振荡器，或者用分子术语来说，一个二聚体
除了形成分子的耦合摆和原子之外，耦合光学微谐振器的模式经历了杂交，但是与其他系统相比，所涉及的模式数量很大(通常从几十到几百)
因此，光子二聚体中的孤子在两个谐振器的混合模式中产生，如果可以获得混合参数，这就增加了另一种程度的控制
在《自然物理学》杂志上发表的一篇论文中，托拜厄斯·J
EPFL的基彭伯格和保罗·塞德勒领导的国际商用机器公司欧洲研究中心证明了耗散孤子的产生，以及由两个微谐振器组成的光子分子中的相干频率梳
二聚体中孤子的产生意味着两个谐振环中都有两个反向传播的孤子
二聚体每种模式背后的潜在电场就像两个向相反方向转动的齿轮，这就是光子二聚体中的孤子被称为齿轮孤子的原因
在两个谐振器上压印加热器，从而控制杂交，作者演示了基于孤子的频率梳的实时调谐
齿轮作为二聚体的混合模式和齿轮孤子的光谱轮廓
信用:EPFL/阿列克谢·蒂坎 即使是简单的二聚体排列，除了杂化(齿轮)孤子的产生，也显示了多种涌现现象，即
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单粒子(谐振器)层面不存在的现象
例如，研究人员预测了孤子跳跃的影响:形成二聚体的谐振器之间的周期性能量交换，同时保持孤子状态
这种现象是两个杂化模式族中孤子同时产生的结果，它们的相互作用导致能量振荡
例如，孤子跳跃可以用于在射频域中产生可配置的梳
EPFL光子学和量子测量实验室的研究人员阿列克谢·蒂坎说:“如今，人们对单个谐振腔中孤子产生的物理现象已经有了比较好的了解。”
“该领域正在探索其他发展和改进方向
耦合谐振器就是其中的一种
这种方法将允许使用邻近物理领域的概念
例如，可以通过耦合晶格中的谐振器来形成拓扑绝缘体(在固态物理中已知)，这将导致产生不受晶格缺陷影响的鲁棒频率梳，同时受益于提高的效率和附加的控制程度
我们的工作朝着这些迷人的想法迈出了一步
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