PZT微梳自动生成与线圈稳频的集成架构
光学
2025-07-24 v1
摘要
氮化硅耗散Kerr孤子（DKS）微梳已成为将计量学光频梳能力引入具有大规模制造优势的光子集成平台的未来解决方案。精密应用要求低梳线相位噪声以及高重复率稳定性，但目前实现这一目标的方法涉及复杂的架构、多个激光器和高功率组件，难以集成到芯片尺度。为实现这一目标，需要新的架构来简化梳的产生、致动和泵浦激光器要求，同时实现芯片集成解决方案。在此，我们展示了一种极大简化的稳定DKS梳架构，仅需单个激光器和单点电子控制即可实现微梳的生成及其对线圈谐振器参考的稳定。氮化硅微梳与低功耗、宽带PZT致动器集成，由简单的电子控制序列驱动，产生孤子并将其稳定到16米长的氮化硅线圈谐振器。PZT控制为使用单个连续波泵浦激光器的孤子产生和稳定带来了灵活性和简便性，从而显著减少了电子和光学基础设施。我们展示了线圈谐振器锁定，在35nm宽的梳光谱上抑制了1 kHz频率噪声40 dB，梳线线宽低至66 Hz，108 GHz孤子重复率相位噪声在分频至10 GHz时等效于-118 dBc/Hz。低功耗PZT致动器消耗nW偏置功率，线圈谐振器允许使用任意梳线进行灵活的双锁定。这些结果为实现稳定的孤子微梳的全芯片集成指明了清晰路径，具有其他方案所不具备的简便性和多功能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.16979,
title = {Integrated Architecture for the Automated Generation and Coil Stabilization of a PZT-Enabled Microcomb},
author = {Mark W. Harrington and Steven M. Zhu and Rahul Chawlani and Kaikai Liu and Shuman Sun and Ruxuan Liu and Xu Yi and Daniel J. Blumenthal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16979},
year = {2025}
}