集成薄膜铌酸锂中红外调制器
光学
2025-06-03 v2 应用物理
摘要
中红外光谱范围在分子光谱学和电信等领域具有广阔的应用前景。许多关键分子在该范围内具有强烈的吸收特征，且自由空间光通信在 3 至 14 的特定波段中受益于大气衰减的降低和低传输损耗。高效光源和探测器的快速发展推动了 MIR 光子学的近期进展。然而，低损耗、高性能的集成光子平台和调制器的缺乏阻碍了其进一步发展。蓝宝石上的铌酸锂是一种极具前景的候选材料，可在 0.4 至 4.5 的宽光谱范围内工作。我们展示了一种在 3.95 至 4.3 范围内工作的宽带、高速蓝宝石上铌酸锂 Mach-Zehnder 电光调制器。该器件实现了超过 20 GHz 的 3 dB 带宽、34 dB 的消光比以及 22 Vcm 的半波电压，并输出半毫瓦级别的光输出功率。利用这些特性，我们展示了 10 Gbit/s 的数据传输。该调制器还被用于生成宽度为 80 GHz 的频率梳。此外，我们在 MIR 中展示了完整的 相位调制，这代表了集成 MIR 光子学的一个关键里程碑。这些结果为实现应用于电信、传感和量子技术的高速、节能 MIR 光子系统奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2505.23632,
title = {Integrated thin film lithium niobate mid-infrared modulator},
author = {Pierre Didier and Prakhar Jain and Mathieu Bertrand and Jost Kellner and Oliver Pitz and Zhecheng Dai and Mattias Beck and Baile Chen and Jérôme Faist and Rachel Grange},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.23632},
year = {2025}
}