纳米光子镱硅酸盐中的拓扑声子频率 comb
光学
2025-11-04 v1 斑图形成与孤子
摘要
频率 comb 已彻底革新了计量学、测距和光学钟，促使大力发展芯片级 comb 源的努力。目前的芯片级 comb 源基于电调制、模式锁激光、量子级联激光或 Kerr 非线性形成声子。然而，芯片级 comb 源的广泛应用仍面临 RF 来源、高 Q 共振器或复杂稳定方案的挑战，同时也面临效率问题。本文展示了将镱硅酸盐纳米光子电路与半导体激光集成，所产生的芯片级 comb 源如何缓解这些挑战。我们首次展示了在芯片纳米光子准周期振荡器中形成时间拓扑声子，采用二次非线性和低 Q 值。这些声子独立于色散 regime，由位于信号频率输入泵频率一半处的两个 相位反相连续波解（continuous wave solution）之间的相位缺陷构成。我们采用芯片交叉相关进行时间测量，确认拓扑声子在约 60 fs 处形成，距离约 2 m，符合广义准周期强制 Ginzburg-Landau 理论。此外，我们演示了混合集成拓扑频率 comb 源的即插即用操作。拓扑声子为集成 comb 源提供了新范式，这些源对色散不敏感，不需要高 Q 共振器或高速调制器，可提供对难以访问的光谱区域的访问，包括中红外。
引用
@article{arxiv.2511.01856,
title = {Topological Soliton Frequency Comb in Nanophotonic Lithium Niobate},
author = {Nicolas Englebert and Robert M. Gray and Luis Ledezma and Ryoto Sekine and Thomas Zacharias and Rithvik Ramesh and Benjamin K. Gutierrez and Pedro Parra-Rivas and Alireza Marandi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01856},
year = {2025}
}