薄膜锂硼酸共振器中的基本相位噪声
光学
2025-12-25 v1
摘要
薄膜锂硼酸(TFLN)光子集成电路中的基本相位噪声由热-电荷-载流子-折射率(TCCR)动力学支配，这种动力学源于热驱动的载流子波动。在与以往硅光子平台上以热制振荡噪声为主的情况不同，TCCR噪声代表一种独特的机制，对于需要高频率稳定性和相位相干性的应用至关重要，包括光声学传感、低相位噪声微波合成和芯片级量子压缩。因此，对控制TCCR噪声的确定性参数进行定量理解，对于工程下一代低噪声TFLN光子系统至关重要。本文确定了TFLN微腔中TCCR噪声的两个主要贡献因素：材料各向异性和表面态。材料各向异性导致面向正交偏振光模式的噪声增加，并产生几何相关的相位噪声。表面态效应表现为更高阶横向模态的噪声增加以及悬空微腔中超过120倍的噪声。最后，我们演示了后加工退火——广泛用于减少缺陷密度和恢复晶体质量——可将包覆微腔的频率噪声降低8.2倍。这些结果为TFLN集成光子器件的噪声工程提供了实用路径，加速其在下一代精密光子系统中的部署。
引用
@article{arxiv.2512.21013,
title = {Fundamental Phase Noise in Thin Film Lithium Niobate Resonators},
author = {Ran Yin and Yue Yu and Chunho Lee and Ian Christen and Zaijun Chen and Mengjie Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.21013},
year = {2025}
}