高效的八度波长的长波长红外线生成,在 χ 2 波导中具有 74% 的量子效率
Bo Hu1, Xuemei Yang1, Jiangen Wu2
1School of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, 610064, Chengdu, Sichuan, China.
Nature communications
|November 6, 2023
概括
研究人员开发了一种新的微米波导,用于高效地产生长波长红外线 (LWIR) 激光. 这个新平台实现了高量子效率和较低的值能量,推进了中红外光谱 (MIR) 应用.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 非线性光学是非线性光学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 紧而高效的中红外线 (MIR) 激光器对于光谱学和其他应用至关重要.
- 现有的波导平台用于MIR超连续和频生成,依赖于弱的第三阶非线性.
- 在MIR频谱中需要更高效的非线性光学过程.
研究的目的:
- 提出和演示一种新的微米波导平台,用于长波长红外 (LWIR) 激光生成.
- 为了在LWIR激光生成中实现高量子效率,使用第二阶非线性 (χ(2) 过程.
- 探索这个平台在MIR中集成非线性光子学的潜力.
主要方法:
- 开发一个微米波导平台,使用ZnGeP2晶体.
- 实现对非线性光学相互作用进行双折相匹配.
- 通过光学参数生成 (OPG) 来生成宽带频谱.
主要成果:
- 从5-11微米的八度跨越频谱的演示.
- 在LWIR单通参数过程中实现了创纪录的量子转换效率74%.
- 观察到的值能量约为616 pJ,明显低于散装MIR OPG.
结论:
- 拟议的 χ(2) 微米波导平台可实现高效的LWIR激光生成.
- 这项技术为MIR参数过程的量子效率和值能量提供了显著的改进.
- 该平台可扩展到其他非线性晶体,为MIR集成非线性光子学的新前沿铺平了道路.
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