集成光机械波导中的机电布里渊散射

在著名的受激布里渊散射（SBS）过程中，材料中的自发声子受激光激发并将后者散射至斯托克斯边带。SBS 在光纤中更为显著，并已被用于放大光信号乃至实现激光。随着波导中光子与声子的同步受限导致相互作用大幅增强，SBS 在集成光子平台上的应用近期激增。相干声子也可通过机电方式以极高效率激发，而非光学激发，这已在射频声学滤波器中被利用。本文中，我们展示了在由压电材料氮化铝（AlN）制成的集成光机械波导中的机电激发布里渊散射。利用纳米制备的机电换能器激发频率为 16 GHz 的声子，将波导中反向传播的光子散射至单一反斯托克斯边带。我们表明，布里渊散射的相位匹配条件可通过改变光波长和声频来调谐，从而实现可调单边形带调制。将布里渊散射光子学与纳米机电系统相结合，我们的方法提供了微波光子与光学光子之间的高效接口，这对微波光子学乃至潜在的量子转导具有重要意义。