通过单共振锂氈化物纳�腔中强模式重叠实现高效二次谐波辐射
光学
2025-03-27 v1
摘要
高效的集成光子系统中的二次谐波产生(SHG)对于推动非线性光子技术至关重要。然而，在保持稳定性能的同时实现卓越的转换效率 remains 一个重大挑战。本文报道了在聚合物加载的锂氈化物绝缘层( LNOI)平台上制备的一种高-Q单共振光子晶体纳米梁腔( PCNBC)，实现了亮丽的二次谐波(SH)辐射。通过在y切锂氈化物结构中对模式 confined 和空间重叠进行协同优化，我们的器件实现了163%/W的归一化SHG转换效率，显著优于锂氈化物光子晶体腔早期工作中超过三个数量级。768.77 nm的可见SH辐射表现出单极辐射图样，并在基频(FH)和二次谐波(SH)模式之间实现了精确的光谱对齐，这是集成光子电路的关键特性。值得注意的是，在温度变化达到20{\deg}C时，转换效率保持稳定，解决了多共振系统的关键局限性。通过CCD成像直接可视化了高阶腔模，确认了强空间重叠。该工作为锂氈化物微腔体的SHG转换效率创纪录，为非线性光源提供了可扩展且温度不敏感的体系结构，具有在量子光学和芯片级互连方面的立即应用前景。
引用
@article{arxiv.2503.20600,
title = {Efficient second-harmonic emission via strong modal overlap in single-resonant lithium niobate nanocavity},
author = {Zhi Jiang and Danyang Yao and Yu Gao and Xu Ran and Duomao Li and Erqi Zhang and Jianguo Wang and Xuetao Gan and Jinchuan Zhang and Fengqi Liu and Yue Hao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.20600},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 5 figures