4H 碳化硅绝缘体微环谐振器中八度展宽的确定性单孤子生成
光学
2026-04-02 v1
摘要
自参照频率梳系统的微型化使计量学和光谱学中的新兴应用成为可能。实现芯片级自参照功能的一个主要挑战是以低运行功率生成八度展宽的孤子微梳。由于热效应，访问孤子状态也并非易事。虽然已利用辅助激光来补偿热效应，但确定性的单孤子生成仍然难以实现，尤其是对于宽带操作。在本工作中，针对 4H 碳化硅绝缘体（SiCOI）多模微环谐振器进行了色散管理，得益于亚微米约束波导布局。基模横电（TE）模式被设计为反常色散，以在两个倍频程跨度内产生两个色散波。而高阶 TE 模式被设计为正常色散，以容纳用于热补偿的辅助光。正常色散抑制了调制不稳定性克尔光梳的生成，从而允许孤子存在较大的范围。我们实现了 Q 值高达 580 万的微环谐振器，以及亚毫瓦阈值的克尔光梳生成。结合色散管理设计和高 Q 值器件，我们在片上功率仅 60 mW 的条件下演示了跨越一个八度以上的确定性单孤子光梳生成。本演示为实现芯片级、开箱即用的自参照频率梳铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.16588,
title = {Octave-spanning, deterministic single soliton generation in 4H-silicon carbide-on-insulator microring resonators},
author = {Yi Zheng and Liping Zhou and Chengli Wang and Yanjing Zhao and Ailun Yi and Kresten Yvind and Xin Ou and Minhao Pu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16588},
year = {2026}
}