p Os microrressonadores ópticos convertem a luz do laser em pulsos ultracurtos que viajam ao redor da circunferência do ressonador. Esses pulsos, chamados de "solitons de Kerr dissipativos, "podem se propagar no microrressonador mantendo sua forma. p Quando os solitons saem do microrressonador, a luz de saída assume a forma de um trem de pulso - uma série de pulsos repetidos com intervalos fixos. Nesse caso, a taxa de repetição dos pulsos é determinada pelo tamanho do microrressonador. Tamanhos menores permitem trens de pulso com altas taxas de repetição, atingindo centenas de gigahertz de frequência. Eles podem ser usados ​​para aumentar o desempenho dos links de comunicação óptica ou se tornar uma tecnologia central para LiDAR ultrarrápido com precisão submícron.

p Por mais emocionante que seja, esta tecnologia sofre com o que os cientistas chamam de "perdas por flexão de luz" - perda de luz causada por curvas estruturais em seu caminho. Um problema bem conhecido em fibra óptica, a perda por flexão de luz também significa que o tamanho dos microrressonadores não pode cair abaixo de algumas dezenas de mícrons. Isso, portanto, limita as taxas máximas de repetição que podemos alcançar para os pulsos.

p Publicando em Física da Natureza , pesquisadores do laboratório de Tobias J. Kippenberg na EPFL descobriram agora uma maneira de contornar essa limitação e desacoplar a taxa de repetição de pulso do tamanho do microrressonador, gerando vários solitons em um único microrressonador.

p Os cientistas descobriram uma maneira de semear o microrressonador com o número máximo possível de solitons de Kerr dissipativos com espaçamento precisamente igual entre eles. Esta nova formação de luz pode ser pensada como um análogo óptico das cadeias atômicas em sólidos cristalinos, e assim os pesquisadores os chamaram de "cristais de soliton perfeitos" (PSCs).

p Devido ao aprimoramento interferométrico e ao alto número de pulsos ópticos, PSCs multiplicam coerentemente o desempenho do trem de pulso resultante - não apenas sua taxa de repetição, mas também seu poder.

p Os pesquisadores também investigaram a dinâmica das formações PSC. Apesar de sua estrutura altamente organizada, eles parecem estar intimamente ligados ao caos óptico, um fenômeno causado por instabilidades de luz em microrressonadores ópticos, que também é comum para sistemas de laser de fibra e baseados em semicondutores.

p "Nossas descobertas permitem a geração de trens de pulsos ópticos com taxas de repetição ultra-altas com vários terahertz, usando microrressonadores regulares, "diz o pesquisador Maxim Karpov." Eles podem ser usados ​​para várias aplicações em espectroscopia, medições de distância, e como uma fonte de radiação terahertz de baixo ruído com uma pegada do tamanho de um chip. "

p Enquanto isso, a nova compreensão da dinâmica de soliton em microrressonadores ópticos e do comportamento de PSCs abre novos caminhos para a física fundamental de conjuntos de soliton em sistemas não lineares.