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利用氮化硅纳米光子波导产生中红外频率梳

光学 2018-05-10 v2

摘要

中红外光学频率梳在分子光谱学中具有重要价值,一方面因为分子振动模式的大吸收,另一方面因为能够实现具有更高速度、灵敏度和精度的优越的基于频率梳的光谱模态。近年来,基于非线性频率转换、微谐振腔 Kerr 频率梳、量子级联激光器和锁模机制的中红外频率梳产生取得了实质性进展。在此,我们展示了一种简单而有效的方法,用于从电信波段(即 1.55 μm{1.55~\mu{\rm m}})的常规紧凑掺铒光纤飞秒激光器中直接产生 2.54 μm{2.5-4~\mu{\rm m}}(即 25004000 cm1{2500-4000~{\rm cm}^{-1}})区域的中红外光学频率梳,该区域覆盖了官能团区域的很大一部分。波长转换基于大截面且色散工程的氮化硅(Si3N4{\rm Si_3N_4})波导中超连续谱过程中的色散波产生。其位置由光刻确定的长波长色散波充当中红外频率梳,其相干性通过光学外差测量得到证明。这种简单且通用的中红外频率梳产生方法适用于第一中红外大气窗口中的光谱应用。此外,该方法的紧凑性和简单性有潜力实现紧凑双梳光谱仪。所产生的频率梳具有精细的齿间距,使其也适用于气相分析。

关键词

引用

@article{arxiv.1704.02478,
  title  = {Mid-infrared frequency comb generation with silicon nitride nano-photonic waveguides},
  author = {Clemens Herkommer and Adrien Billat and Hairun Guo and Davide Grassani and Chuankun Zhang and Martin H. P. Pfeiffer and Camille-Sophie Bres and Tobias J. Kippenberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.02478},
  year   = {2018}
}