亚波长硅膜中的受激前向布里渊散射
光学
2025-07-24 v2
摘要
布里渊散射能够实现光子和吉赫兹频率声子之间的高效、相干转换。利用这种非线性相互作用的集成电路在信号处理、量子转换和传感应用中具有巨大潜力。然而，在硅纳米光子波导中实现光学模式和力学模式的强重叠和紧约束仍然是一个重大挑战。在这里，我们提出并展示了一种新颖的策略，该策略能够独立控制周期性分段硅波导中的光学模式和力学模式。我们的方法结合了两种不同的周期性晶格：一种周期小于光波长的一半，通过超材料诱导的折射率对比提供光导引；另一种产生完整的声子带隙以约束声学模式。这种双晶格策略为同时优化光力学约束和耦合开辟了新的自由度。基于这种方法，我们实验性地展示了高达 Wm的布里渊增益，导致在6.4 MHz力学线宽下产生3 dB的斯托克斯增益和4 dB的反斯托克斯损耗。这些结果展示了亚波长硅超材料用于工程片上光力学相互作用的潜力。
引用
@article{arxiv.2402.15403,
title = {Stimulated Forward Brillouin Scattering in Subwavelength Silicon Membranes},
author = {Paula Nuño Ruano and Jianhao Zhang and David González-Andrade and Daniele Melati and Eric Cassan and Pavel Cheben and Laurent Vivien and Norberto Daniel Lanzillotti-Kimura and Carlos Alonso-Ramos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15403},
year = {2025}
}