通过晶圆级制造实现微波速率的紧凑型即开即用孤子微梳
光学
2025-02-18 v1
摘要
非线性微腔中产生的孤子微梳促进了定时、频率合成和天体学校准功能的光子集成。对于这些应用，低重复频率的孤子微梳至关重要，因为它们在光信号与微波信号之间建立了相干联系。然而，所需的泵浦功率通常与重复频率成反比，设备尺寸与重复频率的平方成反比，这使得低重复频率孤子微梳难以集成到光子电路中。本研究设计并制造了具有高度紧凑结构的 4 英寸晶圆氮化硅微腔。微腔几何结构从环形优化为指形和螺旋形，以提升集成密度同时实现超过 10^7 的品质因数。通过集成激光直接驱动，演示了重复频率低于 10 GHz 的孤子微梳的即开即用式启动。合成微波信号的相位噪声性能在 10 GHz 载波频率下、100 kHz 偏移频率处达到 -130 dBc/Hz。本工作实现了孤子微梳在芯片级微波光子学和光谱学应用中的高密度集成。
引用
@article{arxiv.2502.10941,
title = {Compact Turnkey Soliton Microcombs at Microwave Rates via Wafer-Scale Fabrication},
author = {Yuanlei Wang and Ze Wang and Chenghao Lao and Tianyu Xu and Yinke Cheng and Zhenyu Xie and Junqi Wang and Haoyang Luo and Xin Zhou and Bo Ni and Kaixuan Zhu and Yanwu Liu and Xing Jin and Min Wang and Jian-Fei Liu and Xuening Cao and Ting Wang and Qihuang Gong and Bei-Bei Li and Fangxing Zhang and Yun-Feng Xiao and Qi-Fan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10941},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 6 figures