用于激光稳频的超低损耗与非线性谐振器光子电路
光学
2024-06-12 v1 仪器与探测器
摘要
利用片上光子集成电路进行激光频率稳频,将为获得频谱纯净的激光源提供紧凑、低成本的解决方案。开发高性能且可扩展的激光器对量子光子学、精密导航与授时、光谱学以及大容量光纤通信等应用至关重要。我们展示了紧凑稳频激光器方面的重大进展,通过结合集成波导非线性布里渊谐振器与超低损耗波导参考谐振器,实现了创纪录的低积分发射线宽与精密载波稳频。利用一对品质因数(Q)为5640万的SiN波导环形谐振器,我们将自由运转布里渊激光器的线宽降低一个数量级以上至330 Hz积分线宽,并将载波在8 ms时稳频至6.510分数频率,达到了腔本征热折射噪声极限(频率低至80 Hz)。据我们所知,该工作展示了迄今为止使用平面、CMOS兼容光子集成谐振器所实现的最低线宽与最高载波稳定性。这些结果铺平了将稳频激光技术从台式转向芯片级的道路。这一进展使得增加稳频激光器数量与原子、分子实验的复杂性成为可能,同时降低对环境扰动的敏感性,并实现便携式的精密原子、分子与光学(AMO)方案。
引用
@article{arxiv.2107.03595,
title = {Photonic circuits for laser stabilization with ultra-low-loss and nonlinear resonators},
author = {Kaikai Liu and John H. Dallyn and Grant M. Brodnik and Andrei Isichenko and Mark W. Harrington and Nitesh Chauhan and Debapam Bose and Paul A. Morton and Scott B. Papp and Ryan O. Behunin and Daniel J. Blumenthal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03595},
year = {2024}
}