逆向设计的碳化硅量子与非线性光子学

逆向设计已彻底变革光子学领域，实现了具有经典设计无法匹敌的独特功能的复杂结构与几何形状的自动化开发。然而，逆向设计在非线性光子学中的使用一直有限。在这项工作中，我们展示了在碳化硅纳米光子逆向设计的法布里-珀罗（Fabry-Pérot）腔中实现量子与经典非线性光生成。我们在 targeting 预先指定的反常色散以实现光学参量振荡的同时，实现了超低反射器损耗。通过逆向设计控制色散，我们以二阶相位匹配条件为目标，在器件中实现二阶与三阶非线性光生成，从而将受激参量过程拓展至可见光谱。这一用于非线性光生成的计算优化的首次实现，凸显了逆向设计对非线性光学的威力，尤其当其与碳化硅等高度非线性材料结合时。