微加工 Rubidium 气体细胞中的非线性频率转换
光学
2026-05-05 v1 量子物理
摘要
碰屈金属气体的卓越非线性性质即使在相对较低的光强下也可实现高度有效的非线性光学过程。然而，这些过程传统上依赖于厘米级的气体细胞。本文利用一种通用的芯片级 Rubidium 气体平台，通过共挑性四波混合产生连续波模式下的蓝光和中红外光。经过优化的光学与原子介质的重叠，实现约 20 μW 的蓝光产生，尽管仅经过极短的相互作用长度，同时保持直接测量的约 1 MHz 的 linewidth，这目前受限于测量装置。与传统玻璃捆制的气体细胞进行比较显示，芯片平台尽管相互作用长度显著缩短，仍可实现更高的相干蓝光产生效率。此外，采用 anodically 键合的硅窗口可检测到约 50 nW 的相干中红外发射。我们进一步表征了蓝色发射的温度依赖性和输入功率扩展，确认这些紧凑型气体细胞内实现高效的非线性转换。该芯片平台为从精确波长参考、量子光源到下一代量子传感器等一系列非线性光学功能提供了通用基础。
引用
@article{arxiv.2605.01997,
title = {Nonlinear Frequency Translation in Micromachined Rb Vapor Cells},
author = {Heleni Krelman and Ori Nefesh and Liron Stern},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01997},
year = {2026}
}