亚赫兹线宽光子集成布里渊激光器
光学
2019-01-03 v1
摘要
传统上局限于桌面实验的光子系统与技术正通过集成实现从实验室到实际应用的跨越。受激布里渊散射（SBS）激光器凭借其独特的线宽压缩特性，是产生高相干波导集成光源的理想候选。特别是级联阶布里渊激光器在多线发射、低噪声微波生成及其他光频梳应用中展现出潜力。这些激光器的光子集成可显著提升其对环境和机械扰动的稳定性，简化封装并降低成本。尽管已实现单阶硅和级联阶硫系波导SBS激光器，但这些激光器的发射线宽仅为10–100 kHz。我们报道了首个亚赫兹（约0.7 Hz）基底线宽光子集成布里渊级联阶激光器，代表了集成波导SBS激光器最先进水平的重大进展。该激光器由采用超低损耗Si3N4波导平台制备的总线-环形谐振腔构成。为实现亚赫兹线宽，我们利用高Q、大模体积、单偏振模谐振腔，在无声子导引的情况下产生光子生成的声波。该方法大幅放宽了偏振模之间以及光学与声学模之间的相位匹配条件。利用级联阶布里渊激光器动力学理论，我们通过测量一阶与三阶斯托克斯阶之间的拍频线宽及相对功率来确定一阶斯托克斯的基底线宽。由于从405 nm到2350 nm的低光学损耗，可扩展至可见光与近红外波段，为可见光应用的光子集成亚赫兹激光器铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1802.10020,
title = {Sub-Hz Linewidth Photonic-Integrated Brillouin Laser},
author = {Sarat Gundavarapu and Ryan Behunin and Grant M. Brodnik and Debapam Bose and Taran Huffman and Peter T. Rakich and Daniel J. Blumenthal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10020},
year = {2019}
}