推进片上克尔光学参量振荡以实现覆盖绿光间隙的相干应用

克尔微谐振腔中的光学参量振荡(OPO)能够将近红外激光高效转换为可见光谱。然而迄今为止，色散大多将输出波长限制在 >560 nm，尚未实现稳健覆盖整个绿光光谱的输出。事实上，532 nm 至 633 nm 之间通常被称为“绿光间隙”的波长，尤其难以用传统激光增益产生。因此，扩展克尔 OPO 的波长范围并开发可靠的器件设计具有研究动机。本文在实验上展示了如何在近 780 nm 泵浦的氮化硅微环中，利用克尔 OPO 稳健地覆盖整个绿光间隙。我们的微环几何结构针对绿光间隙发射进行了优化；特别地，我们引入了一种基于微环部分底切的色散工程技术，这不仅扩展了波长覆盖范围，而且对谐振腔尺寸（特别是微环宽度）的变化表现出稳健性。正如色散仿真所预测，我们仅使用两个器件便生成了均匀分布在整个绿光间隙的 >100 个波长。此外，通过展示连续频率调谐(>50 GHz)和窄光学线宽(<1 MHz)，我们确立了克尔 OPO 在相干应用中的实用性。我们的工作在将非线性纳米光子学及其优势引入可见光谱的探索中迈出了重要一步。