突破片上高限制谐振器的损耗限制
光学
2017-06-08 v1
摘要
片上光学谐振器有望彻底革新包括计量学与传感在内的众多领域；然而，其光学损耗始终落后于基于晶体材料和可流性玻璃的较大分立式谐振器。氮化硅 (Si3N4) 环形谐振器在集成平台上开启了光学路由、频率梳产生、光钟和高精度传感的能力。然而，在 Si3N4 中同时实现高品质因子和高限制（例如对于非线性过程至关重要）仍然是一个挑战。在此，我们表明，解决表面粗糙度问题使我们能够克服损耗限制，实现高限制的片上环形谐振器，对于宽度为 2.5 {\mu}m 的环，其品质因子 (Q) 达到 3700 万，对于宽度为 10 {\mu}m 的环，达到 6700 万。我们展示了一条实现这些高品质因子的清晰系统路径。此外，通过比较两个具有不同限制程度的谐振器，我们提取出薄膜中由材料吸收限制的损耗为 0.13 dB/m，这对应于至少 1.7 亿的吸收限制 Q。我们的工作为超低功率频率梳产生、高精度传感、激光稳频和边带分辨的光力学等应用提供了一个芯片级平台。
引用
@article{arxiv.1609.08699,
title = {Breaking the Loss Limitation of On-chip High-confinement Resonators},
author = {Xingchen Ji and Felippe A. S. Barbosa and Samantha P. Roberts and Avik Dutt and Jaime Cardenas and Yoshitomo Okawachi and Alex Bryant and Alexander L. Gaeta and Michal Lipson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08699},
year = {2017}
}