Microrisonatori Ottici

Microcavità ottiche ad alto fattore di qualità (Q ~10⁹) sono capaci di confinare la luce in volumi modali estremamente ridotti (poche centinaia di λ³/n³) e per lunghi periodi di tempo e sono perciò di interesse sia per ricerche a livello fondamentale in ottica quantistica o non lineare sia per applicazioni in settori quali la fotonica e la sensoristica. In sfere o dischi che siano fabbricati usando materiali vetrosi o cristallini ad elevata purezza e che abbiano minima rugosità superficiale è possibile misurare valori altissimi del fattore Q quando anche il sistema di accoppiamento della luce sia opportunamente individuato. I modi risonanti di queste cavità a simmetria sferica o cilindrica sono detti, com’è noto, Whispering Gallery Modes (WGMs) o modi di galleria. Il presente progetto ha come obiettivo principale l’utilizzo di simili microrisonatori ad alto Q per lo sviluppo di sorgenti laser estremamente compatte ed a bassissima soglia e di biosensori miniaturizzati ad altissima sensibilità. Più in dettaglio gli obiettivi specifici della presente proposta sono:

a) Sviluppare microlaser basati su microrisonatori a modi di galleria in vetri drogati con terre rare e in mezzi non lineari.

b) Sviluppare microsensori basati su microcavità sferiche opportunamte funzionalizzate, ad esempio, per l’individuazione in tempo reale di sequenze di DNA.

c) Estendere gli studi a) e b) precedenti a microrisonatori a disco o ad anello anche utilizzando tecnologie di integrazione planare.

d) Svolgere lo studio di fattibilità di sensori di onde gravitazionali impieganti risonatori microsferici.