基于光子芯片的共振超连续谱
光学
2020-03-24 v3
摘要
光纤中的超连续谱生成是已发现的最显著的非线性效应之一，可将短脉冲转换为跨多个倍频程的相干光谱。然而，生成既相干又宽带的超连续谱需要同时具备超短与高峰值功率的脉冲。这导致效率随脉冲重复频率升高而降低，阻碍了具有微波线间距（即数十GHz）的超连续谱。相比之下，孤子微梳能产生跨倍频程的光谱，但仅在数百GHz高得多的重复频率下才具有良好转换效率。在此，我们用共振超连续谱弥合这一效率差距，使输入脉冲能量低至6皮焦耳、脉宽1皮秒（比典型值长10倍）即可生成超连续谱。通过对色散工程、低损耗SiN光子芯片微谐振腔施加同步脉冲驱动，我们生成了耗散Kerr孤子与强色散波，二者均与输入脉冲束缚。这产生了平滑、平坦的2200线频率梳，其重复频率28 GHz可被电子探测，构成迄今任何微梳中最大的带宽-线数积。引人注目的是，我们观察到孤子与输入脉冲处于弱束缚态，稳定了其重复频率，但同时使二者间噪声传递即使在比线性腔衰减率低100倍的偏置频率下也被抑制。我们证明，这种非线性滤波可通过异步脉冲驱动增强，以保留频率梳的相干性。综上，我们的工作确立了共振超连续谱作为通向宽带相干光谱的一条有前景的路径。
引用
@article{arxiv.1909.00022,
title = {Photonic chip-based resonant supercontinuum},
author = {Miles H. Anderson and Romain Bouchand and Junqiu Liu and Wenle Weng and Ewelina Obrzud and Tobias Herr and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.00022},
year = {2020}
}