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铌酸锂微谐振器中低阈值、覆盖4/5倍频程的中红外频率梳

DOI：10.1109/jphot.2019.2949313 期刊：IEEE Photonics Journal 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 中红外（MIR）光学频率梳（OFC）是精密计量的理想光源，尤其在分子光谱和气体检测领域具有广泛应用前景。本研究提出通过优化铌酸锂（LiNbO?）微环中的狭缝波导设计来实现锁模MIR频率梳的产生。该微梳在仅50 mW泵浦功率下即可覆盖五分之四倍频程范围（2810-4630 nm），适用于实现2f-3f自参考全稳频，并有助于系统单片集成。对微梳产生复杂动力学过程的深入研究表明：通过适当色散调控引入额外频移，可利用自陡峭效应补偿三阶色散导致的内腔孤子漂移。该研究不仅推动了低阈值宽带MIR频率梳生成技术的发展，还为时域和频域上实现孤子微梳的精细调控提供了新途径。
作者： Weichen Fan，Zhizhou Lu，Wei Li，Xinyu Wang，Mengyao Zhou，Weiqiang Wang，Qibing Sun，Guoxi Wang，Dong Cheng，Leiran Wang，Wenfu Zhang，Wei Zhao
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研究概述 实验方案

研究目的

通过优化狭缝波导设计研究铌酸锂微环中锁模中红外频率梳的产生。

研究成果

该研究展示了一种基于LN微谐振器的中红外孤子频率梳，兼具宽带和低阈值特性优势。结果表明，三阶色散（3OD）能促进双折射波生成，同时通过引发孤子漂移影响其重复频率；相比之下，四阶色散（4OD）可通过降低发射的双折射波强度减缓孤子漂移。此外，引入时延而不影响光谱包络的自相位调制（SS）效应，配合适当的三阶色散可实现孤子漂移补偿。

研究不足

该研究仅限于数值模拟，未包含实验验证。实验室外的实际应用相当有限，通常因这些系统中常用的笨重组件而导致尺寸、重量和功耗（SWaP）较高。

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