基于CMOS兼容纳米光子波导的1 GHz可见光至中红外光频梳
光学
2026-01-09 v2
摘要
全稳定光频梳对精密测量和相干光合成至关重要。然而，完全稳定的光频梳通常需要超连续谱产生（SCG）和自参考的独立阶段，这在很大程度上限制了其紧凑性。本文利用低阈值多倍频程超连续谱产生和低损耗氮化硅波导中的并发三次谐波产生，提出了一种新颖的自参考光频梳源方案，重复频率为1 GHz，覆盖从全可见光（VIS）至中红外（MIR）。我们的相干光频梳由全偏振保持超快光纤激光器在1556 nm处seeded，脉冲宽度为73 fs，重复频率为1 GHz。仅注入110 pJ能量后，脉冲在色散工程设计的Si3N4波导中传播，产生覆盖三个倍频程从350至3280 nm的超连续谱，即0.76 PHz的相干带宽。此外，片上三次谐波产生通过f-3f过程提供载波包络偏移拍频信号，信噪比为43 dB。得益于不断发展的光子集成提供的片上滤波和光电探测器可能性，这种单芯片自参考高重复频率光频梳方案为具有前所未有的紧凑性和现场适用性的超宽带光频梳源铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2509.23704,
title = {1-GHz VIS-to-MIR frequency combs enabled by CMOS-compatible nanophotonic waveguides},
author = {Xuan Zhang and Yuchen Wang and Junguo Xu and Xiyue Zhang and Xia Hou and Qiankun Li and Xueying Sun and Yongyuan Chu and Chengbo Mou and Hairun Guo and Sida Xing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.23704},
year = {2026}
}