可集成的铕增益用于可见-近红外光子学
光学
2026-05-14 v1
摘要
稀土增益介质是现代光通信、新兴量子硬件和超快光学的基石。尽管芯片级集成可实现类似光纤乃至超越光纤的功能，并具备前所未有的可扩展性，但在可见光和近红外领域的开发仍处于早期阶段。本文演示了将铕基光学增益集成到氧化铝光子平台中，实现了近红外波段的单模激光和光学放大。该平台实现了超过0.5 W的光学放大输出功率、70%以上的光至光转换效率以及3.3 dB的噪声比，接近相位不可逆放大量子极限。此外，我们实现了峰值功率达14 kW的飞秒脉冲放大，实现了从780 nm延伸至476 nm的可见色散波，结合非线性光子器件。该平台与异构集成到标准光子电路兼容，为可扩展的可见-近红外光子系统奠定了基础，包括相干激光阵列、模式锁激光器、光钟和微波振荡器。
引用
@article{arxiv.2605.13828,
title = {Integrated ytterbium gain for visible-near-infrared photonics},
author = {Tianyi Zeng and Erik W. Masselink and Tsung-Han Wu and Nathan Brooks and Peter Chang and Grisha Spektor and Zachary L. Newman and Danxian Liu and Scott B. Papp and David R. Carlson and Scott A. Diddams and Kiyoul Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13828},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 4 figures, supplementary information included. T. Zeng and E. W. Masselink contributed equally to this work