基于薄膜锂硼酸盐平台腔体多边形模态的高效多色拉曼微激光器
光学
2025-12-23 v1
摘要
将受激拉曼散射（SRS）与二阶非线性效应在无中心对称性光子微谐振腔中集成，为开发具备卓越带宽和灵活调谐能力的芯片级相干光源提供了高度前景的方案。本研究提出一种创新方法，利用X切薄膜锂硼酸盐微圆盘中的腔体多边形模态，实现高效的多色拉曼微激光器。具体而言，激励了两个垂直于锂硼酸盐晶体光轴的平行边缘所构成的高Q方形模态。这些模态具有显著优势：通过利用最大二阶介电常率分量（d_33）实现模式场重叠度增强和相位匹配改善，这对于拉曼-二次非线性相互作用至关重要。实验结果显示，前向受激拉曼激光信号的转换效率最高可达65.02%，综合线宽仅为5.2 kHz。同时，系统可在约800 nm和约530 nm的光谱带宽上生成多波长拉曼-二次激光信号。以797.4 nm拉曼激光实现1.33%的绝对转换效率，仅需1.07 mW的极低泵浦功率即可实现。该工作不仅将腔体多边形模态的应用范围从单一二/三阶非线性光学过程扩展到级联过程，也为实现具备多功能性的高效芯片级多色激光源奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2512.19205,
title = {Highly efficient multi-chromatic Raman microlasers from cavity polygon modes on thin-film lithium niobate platform},
author = {Yixuan Yang and Chuntao Li and Renhong Gao and Yingnuo Qiu and Lingling Qiao and Jielei Ni and Jintian Lin and Ya Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19205},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 5 figures