用于倍频程以上孤子产生与自参考的III-族氮化物纳米光子学

频率微梳是锁模激光器和光纤光梳的继承者，可为精密计量、分子指纹识别和系外行星发现等应用提供微型光尺。为实现光尺功能，微梳必须通过锁定其载波包络偏移频率来稳定。迄今为止，微梳的稳定化仍受限于芯片外部复杂光学系统的制约，从而使其难以发挥可扩展的优势。为应对这一挑战，我们在此展示一种基于氮化铝薄膜的纳米光子芯片方案，其同时提供用于产生倍频程孤子光梳的光学克尔非线性和用于实现偏移频率外差探测的普克尔斯非线性。晶态III-族氮化物光子学的灵活色散控制允许高保真地产生具有1.5倍频程光梳跨度、双色散波以及低至220吉赫兹亚太赫兹重复频率等特征的孤子。这些吸引人的特性，在片上相位匹配氮化铝波导的辅助下，使得偏移频率得以完全确定。我们的原理验证演示代表了迈向用于便携式光学原子钟和频率合成器的全集成自锁微梳的重要里程碑。