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Millisecond Photon Lifetime in a Slow-Light Microcavity

Authors :
Alejandro M. Yacomotti
Alphonse Rasoloniaina
Yannick Dumeige
Michel Mortier
Vincent Huet
Pierre Guillemé
Philippe Rochard
Ariel Levenson
Patrice Feron
Kamel Bencheikh
Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (FOTON)
Université de Rennes (UR)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Télécom Bretagne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC)
Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Etudes Spatiales
DGA
Institut Universitaire de France (IUF)
ANR-10-BLAN-0312,ORA,Résonateurs optiques et leurs applications(2010)
ANR-10-BLAN-1002,CALIN,Cavités à fort facteur de qualité, guides à modes lents et Lumière lente par Interaction Non linéaire(2010)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Télécom Bretagne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON ( FOTON )
Université de Rennes 1 ( UR1 )
Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université européenne de Bretagne ( UEB ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie ( ENSSAT ) -Télécom Bretagne-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
PSL Research University, Chimie ParisTech, CNRS, Institut de Recherche de Chimie Paris
Laboratoire de photonique et de nanostructures ( LPN )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Optical resonators and their applications, ORA, ANR2010BLAN0312,Optical resonators and their applications, ORA, ANR2010BLAN0312
ANR-10-BLAN-1002,CALIN,Cavités à fort facteur de qualité, guides à modes lents et Lumière lente par Interaction Non linéaire ( 2010 )
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, 2016, 116 (133902), ⟨10.1103/PhysRevLett.116.133902⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2016, 116 (133902), ⟨10.1103/PhysRevLett.116.133902⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2016, 116 (133902), 〈10.1103/PhysRevLett.116.133902〉
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; Optical microcavities with ultralong photon storage times are of central importance for integrated nanophotonics. To date, record quality (Q) factors up to 10^11 have been measured in millimetric-size single-crystal whispering-gallery-mode (WGM) resonators, and 10^10 in silica or glass microresonators. We show that, by introducing slow-light effects in an active WGM microresonator, it is possible to enhance the photon lifetime by several orders of magnitude, thus circumventing both fabrication imperfections and residual absorption. The slow-light effect is obtained from coherent population oscillations in an erbium-doped fluoride glass microsphere, producing strong dispersion of the WGM (group index ng∼106). As a result, a photon lifetime up to 2.5 ms at room temperature has been measured, corresponding to a Q factor of 3×10^12 at 1530 nm. This system could yield a new type of optical memory microarray with ultralong storage times.

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, 2016, 116 (133902), ⟨10.1103/PhysRevLett.116.133902⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2016, 116 (133902), ⟨10.1103/PhysRevLett.116.133902⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2016, 116 (133902), 〈10.1103/PhysRevLett.116.133902〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4de8f20e1464ea85130f0758322ec536
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.133902⟩