面向可见光至近红外的芯上电可重构八倍带宽光学放大
光学
2026-02-03 v1
摘要
实现可见光至近红外（NIR）的宽带芯上光学放大，可实现多样化的量子感测、计量学和经典通信应用于单一统一器件中。然而，传统半导体和离子掺杂放大器受限于固定能级所决定的有限增益带宽，而连续工作于可见光至NIR的光学参数放大器（OPA）由于色散受限的带宽和可见光或紫外（UV）中高泵功率的需求，长期尚未实现。本文通过引入基于锂硝酸集成光子学的电可重构OPA架构来克服这些限制。我们通过综合运用约7,000%/W-cm²的超高有效非线性性、高阶色散工程和局部电热调控准相匹配，实现了记录性的增益光谱覆盖超过一个光学八倍带宽，从770 nm延伸至1650 nm。该范围涵盖了许多光子量子系统的关键转换以及所有通信带。此外，我们的方法消除了对可见光或UV中高功率、波长可调泵光的需求，仅凭1060 nm泵光在90 mW平均芯内功率下即可实现23.67 dB的峰值芯内增益。这一工作为多功能、可重构的光子学统一可见光和红外波段开辟了新途径，对量子感测和通信具有广泛意义。
引用
@article{arxiv.2602.00246,
title = {On-chip electrically reconfigurable octave-bandwidth optical amplification from visible to near-infrared},
author = {Guanyu Han and Wenjun Deng and Yu Wang and Ziyao Feng and Wei Wang and Meng Tian and Yu Liu and Souvik Biswas and Carlos A. Meriles and Andrea Alù and Qiushi Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.00246},
year = {2026}
}