迈向具有高功率、高相干性的微腔孤子集成光子毫米波平台

毫米波（mmWave）技术因其在无线通信、雷达和光谱学中的广泛应用持续受到极大关注。与纯电子方案相比，基于光子的毫米波生成提供宽带宽、低功耗以及通过低损耗光纤的远程传输。然而，在高频下，光子系统存在两大挑战：光电二极管功率滚降，以及直接源于激光的大信号线宽。在此，我们展示了一种结合集成微谐振腔孤子与高速光电二极管的新光子毫米波平台，以应对功率与相干性两方面的挑战。孤子由于固有的锁模特性，经测量可通过毫米波拍频间的相长干涉提供5.8 dB的额外增益，且在100 GHz下绝对毫米波功率接近传统外差探测的理论极限。在我们的自由运行系统中，该孤子能够将毫米波线宽降低至泵浦激光的百分之一。我们的工作利用微谐振腔孤子与高速改进型单行载流子光电二极管，为毫米波应用提供了一条通往芯片级高功率、低噪声、高频源的可行路径。