通过超低功率非线性纳米光子学,高效的远程到可见光谱转换

科学领域:

• 非线性纳米光子学是一种非线性纳米光子学.
• 量子光学就是一个量子光学.
• 综合光子学 综合光子学

背景情况:

• 紧的,低功率的光谱转换是非线性纳米光子技术的关键.
• 通过将可见/近红外波长的电信频段连接起来,可以将基于芯片的激光器与计量学原子系统集成在一起.
• 第二阶非线性 (χ(2)) 系统是大光谱差距的典型特征,但第三阶非线性 (χ(3) 系统提供了更高性能的潜力.

研究的目的:

• 用第三阶非线性 (χ(3)) 系统证明高效的光谱转换.
• 探索纳米光子模式工程在化微振共振器的性能,用于光谱翻译.
• 用可见波长来弥合电信频段,用于增强的计量应用.

主要方法:

• 在化微波振器中利用了共振增强和纳米光子模式工程.
• 采用空腔增强的四波混合用于光谱转换.
• 专注于从电信频段 (≈1550 nm) 到可见频段 (≈650 nm) 的连续波信号转换.

主要成果:

• 在广泛的光谱范围 (>250 THz) 上实现了高效的光谱转换.
• 证明了超低功率 (329 ± 13) μW) 的转换效率为 (30.1 ± 2.8)%.
• 预计转化效率在1mW时为 (274 ± 28)%,超过当前纳米光子设备的数量级.

结论:

• 第三阶非线性 (χ(3)) 系统可以实现前所未有的光谱转换性能.
• 带有工程模式的化微共振器对于这种应用非常有效.
• 这项技术可以实现高效,低功耗的光谱转换,推进芯片集成光子学和计量学.