米级宽带脉冲纹 Bragg grating 用于芯上色散控制与脉冲成形
光学
2026-04-15 v1
摘要
精确的芯上色散控制是实现高级集成光子技术的关键，涵盖高速通信、传感、信号处理和生物医学成像等应用。然而，现有的芯上色散控制方法仍存在显著损耗且远离应用需求的色散-带宽积（DBP）。结果，芯上系统仍依赖光纤或笨重的自由空间光学提供的芯外色散控制。为克服此限制，我们设计并制造了米级脉冲纹螺旋 Bragg grating（CSBG）于 ultra-low-loss 硅氮化物（SiN）光子平台实现高级色散控制。该器件在仅 30 mm² 的紧凑面积内实现 10 纳秒群时延，带宽可定制超过 10 纳米，超越光纤器件的物理极限。更重要的是，CSBG 具有高稳定性、低时延和大 DBP，归功于仅 0.3 dB/m 的 ultra-low-loss SiN 平台。凭借精确稳定的色散轮廓，我们演示了对 1 GHz 重复率的电光频率 comb（EOC）进行高保真度脉冲成形与压缩。压缩后脉冲的芯上峰值（平均）功率为 21.6 瓦（580 毫瓦）。进一步我们首次展示了芯上压缩脉冲 EOC 用于波长扫描型共挤抑制拉曼散射（CARS）显微镜。我们的工作为集成光子学提供了长期期待已久的、可扩展且稳健的芯上高性能色散控制解决方案，赋能下一代芯上功能的开发。
引用
@article{arxiv.2604.12564,
title = {Meter-long broadband chirped Bragg gratings for on-chip dispersion control and pulse shaping},
author = {Zhaoting Geng and Yitian Tong and Chuchen Zhang and Huajun Tang and Zhenmin Du and Yu Xia and Mingfei Liu and Di Yu and Yuhao Huang and Yaoran Huang and Zheng Li and Tianxiang Dai and Kenneth Kin-Yip Wong and Hongwei Chen and Chao Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.12564},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 4 figures