通过模式相匹配在集成尼酸盐赛道共振器中的超高效的第二波生成

科学领域:

• 光子学和光学工程的工程.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 量子技术 量子技术 量子技术

背景情况:

• 仅通过交联分散工程来实现高效的第二波生成 (SHG) 在集成光子学中提出了重大挑战.
• 绝缘体上的酸 (LNOI) 平台为非线性光学应用提供了有前途的性能,但需要优化设计以实现高效的频率转换.

研究的目的:

• 展示一种新的微波振器设计,以显著提高X切割LNOI上的SHG效率.
• 为了实现和第二波 (SH) 波的同时共振,实现最大的非线性相互作用.
• 在集成光子电路中实现高效的波长转换和量子状态生成.

主要方法:

• 在X切割的LNOI上制造一个双波导合的赛道微波振器.
• 精确的温度调节,以实现和SH波的同时关键合.
• 通过直接测量和与直线波导进行比较来描述SHG效率.

主要成果:

• 在低功率下实现了9972%/W的正常化转换效率.
• 与4毫米直线波导相比,微环共振器在SHG效率上表现出25.73dB的增强.
• 通过精确的温度控制,成功实现了和SH波的同时共振.

结论:

• 开发的双波导合微波振器是X切片LNOI上高效SHG的高效平台.
• 这种方法克服了分散工程SHG的先前局限性,为先进的集成光子设备铺平了道路.
• 证明的效率可以在波长转换和芯片上的量子状态生成方面实现实际应用.