通过光子晶体微谐振腔中的波数选择性实现波长精确的非线性转换
光学
2022-12-13 v1
摘要
集成非线性波长转换器将激光或量子发射器的光能量转换到其他有用波段，但色散限制了可实现的波长偏移范围。此外，由于几何色散，制备公差降低了器件产生特定目标波长的精度。本文报道的非线性波长转换器其工作不依赖于色散工程，却能高精度控制输出波长。在我们的方案中，光子晶体微谐振腔中反向传播波之间的相干耦合诱导出光子带隙，从而在色散空间中隔离出特定波数以供非线性增益。我们首先通过模拟该策略在三次谐波生成、Kerr 微梳中的色散波形成以及四波混频 Bragg 散射中的使用，证明了其对参量非线性过程的广泛适用性。在实验中，我们演示了 Kerr 光学参量振荡器，其中这种波数选择性相干耦合指定了信号模式。结果，目标信号波长与实现信号波长之间的差异小于 0.3%。此外，利用带隙保护的波数选择性，我们在不牺牲效率的情况下将输出频率连续调谐近 300 GHz。我们的结果将为微谐振腔的非线性光学设计带来范式转变，并在利用集成光子学构建波长精确光源这一更大问题上取得进展。
引用
@article{arxiv.2212.05695,
title = {Wavelength-Accurate Nonlinear Conversion through Wavenumber Selectivity in Photonic Crystal Resonators},
author = {Jordan R. Stone and Xiyuan Lu and Gregory Moille and Daron Westly and Tahmid Rahman and Kartik Srinivasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.05695},
year = {2022}
}
备注
6 main figures, 1 supplemental figure