基于 Brillouin 区折叠诱导的常压锂硅酸盐亚表面二次谐波产生可调技术

锂硅酸盐(LN)亚表面具有显著的Pockels 效应驱动的电光可调性,可通过外部电场实现对光学响应的动态控制。当结合其高二阶非线性介数($\chi^{2}$)时,这种可调性可投射到非线性图景中,实现以二次谐波产生(SHG)为主的集成光子学功能。然而,由于在实际驱动电压下LN的折射率可调性有限,实现LN亚表面深层SHG调制仍然具有挑战性。为此,我们设计了一种含空心孔结构的LN亚表面,通过战略调整空心孔位置以诱导Brillouin 区折叠实现的常压 bound states in the continuum,并具有超高品质因子($Q>10^{4}$)。数值仿真显示，在0.1 MW/cm$^{2}$激发下实现$2.59\%$的SHG转换效率,在15 V峰峰峰电压($\Delta V_{\text{pp}}$)下调制深度超过0.99。这一工作为电气可调非线性光学建立了紧凑框架,推动了集成量子光源和可编程光子芯片的应用。