通过超低功率非线性纳米光子学实现高效的电信波段到可见光波段光谱转换
光学
2019-09-27 v1 应用物理
摘要
在紧凑、低功率平台上实现光波信号的光谱转换，是非线性纳米光子技术前景的核心所在。例如，一种将电信波段与可见光及短近红外波长相连接的器件，能够把基于可扩展纳米加工技术的高性能芯片集成激光器与用于时间和频率计量的原子系统连接起来。虽然二阶非线性（\chi^(2)）系统是弥合此类大光谱间隙的自然方案，但本文表明，三阶非线性（chi^(3)）系统尽管其非线性响应通常弱得多，却能以空前性能实现光谱转换。通过在氮化硅微环谐振腔中结合谐振增强与纳米光子模式工程，我们借助腔增强四波混频，演示了连续波信号从电信波段（约 1550 nm）到可见光波段（约 650 nm）的高效光谱转换。我们在超过 250 THz 的宽光谱范围内实现了此种转换，转换效率为 (30.1 ± 2.8) %，所用泵浦功率超低，仅为 (329 ± 13) uW。该转换效率在 1 mW 下预计可达 (274 ± 28) %，比当前纳米光子器件中所实现的效率高出一个数量级以上。
引用
@article{arxiv.1903.02598,
title = {Efficient telecom-to-visible spectral translation through ultra-low power nonlinear nanophotonics},
author = {Xiyuan Lu and Gregory Moille and Qing Li and Daron A. Westly and Anshuman Singh and Ashutosh Rao and Su-Peng Yu and Travis C. Briles and Scott B. Papp and Kartik Srinivasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.02598},
year = {2019}
}