超低损耗铌酸锂微腔中由粗糙度限制的性能
光学
2025-05-21 v3 应用物理
摘要
实现低光学损耗对于扩展复杂光子系统至关重要。薄膜铌酸锂在紧凑平台上提供了强大的电光和非线性特性，使其成为量子光学和非线性光学的理想选择。尽管已实现超过10^7的品质因子，但仍低于材料的本征极限。我们对薄膜铌酸锂跑道型微腔中由粗糙度引起的散射损耗进行了系统性研究，分离了侧壁粗糙度和界面粗糙度的贡献。在宽度为2.2λ（约3.5微米）的波导中，品质因子高达27×10^6，此时界面粗糙度占主导地位；在宽度为0.8λ（约1.2微米）的较窄波导中，品质因子高达1.2×10^7，此时侧壁粗糙度是主要限制因素。我们的建模框架基于由原子力显微镜测量的粗糙度信息驱动的三维波仿真，具有材料无关性，可广泛应用于各类集成光子平台。
引用
@article{arxiv.2505.01913,
title = {Roughness-Limited Performance in Ultra-Low-Loss Lithium Niobate Cavities},
author = {Ali Khalatpour and Luke Qi and Martin M. Fejer and Amir Safavi-Naeini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01913},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 14 figures