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基于集成铌酸锂波导的片上自参考

光学 2020-03-27 v1 应用物理

摘要

通过自参考测量与稳定载波包络偏移频率 fCEOf_{\textrm{CEO}} 对于光学频率梳的产生至关重要,后者已革新了精密频率计量、光谱学与光钟。过去十年,芯片级平台的发展实现了用于超连续谱生成的紧凑集成波导。然而,迫切需要一个能适应不同泵浦波长、所需脉冲能量低且不需复杂处理的片上自参考系统。在此,我们展示了在集成铌酸锂波导中通过自参考仅用 107 pJ 脉冲能量对锁模激光器的载波包络偏移频率 fCEOf_{\textrm{CEO}} 的高效稳定。我们在单个色散工程波导中通过二次谐波生成及随后的超连续谱生成实现了 ff-2f2f 干涉仪,其稳定性能等同于传统片外模块。该 fCEOf_{\textrm{CEO}} 拍频在 70 nm 的泵浦波长范围内测得。我们使用包含二阶与三阶非线性贡献的单一非线性包络方程对系统进行了理论研究。我们的建模揭示了丰富的超宽带非线性动力学,并确认初始二次谐波生成随后剩余泵浦的超连续谱生成,相较于传统 ff-2f2f 干涉仪,是产生强 fCEOf_{\textrm{CEO}} 信号的原因。我们的技术提供了一种高度简化、稳健、低成本且适应精密计量、可在研究实验室外使用的系统。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.11599,
  title  = {On-chip self-referencing using integrated lithium niobate waveguides},
  author = {Yoshitomo Okawachi and Mengjie Yu and Boris Desiatov and Bok Young Kim and Tobias Hansson and Marko Lončar and Alexander L. Gaeta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.11599},
  year   = {2020}
}