研究目的
提出一种基于铌酸锂回音壁模式谐振器中二阶非线性效应产生光学频率梳的新方法，在相位稳定性和功率效率方面较传统方法具有优势。
研究成果
该研究成功展示了一种利用铌酸锂回音壁模式谐振器产生电光频率梳的新方法，凸显了其在相位稳定性和功率效率方面的显著优势。这一方法为高容量数据传输、光谱学和精密测量等应用开辟了新途径。
研究不足
概念验证演示仅限于特定设置，可能需要针对更广泛的应用进行优化。该方法在不同配置中的效率和可扩展性仍有待探索。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 铌酸锂回音壁模式谐振器中的电光频率梳产生
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 铌酸锂回音壁模式谐振器中的电光频率梳产生
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873300
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
光学频率梳（OFC）是一种光源，其光谱由光学域中等间距的频率线组成[1]。它们在提升大容量数据传输、全光原子钟、光谱学和高精度测量方面具有巨大潜力[2]。与传统的基于三阶非线性效应的OFC生成方法不同，我们提出了一种新方法，该方法基于铌酸锂（LN）制成的回音壁模式（WGM）谐振器中的二阶非线性效应[3,4]。我们的系统由一个谐振混合结构组成，该结构包含一个光学LN圆盘谐振器和一个微波铜腔。这种混合结构能够实现高效的光子非线性混频。在该方案中，两个连续波——一个在光学域（(cid:2033) = 193 THz），另一个在微波区域（Ω = 8.9 GHz）——在LN WGM谐振器内耦合[5]。LN的二阶非线性通过级联对称和频与差频生成实现频率梳的产生[6]。在我们的实验中，光学泵浦功率通过基于受抑全内反射的标准棱镜耦合方法耦合到WGM中（图1(a)）。微波功率通过同轴探针耦合，该探针连接到专门设计的3D铜腔，其微波腔共振频率等于LN谐振器的光学自由光谱范围，这是实现高效相位匹配所必需的。此外，腔体设计还通过将微波场限制在LN圆盘边缘，实现了微波模式与光学模式之间的良好空间重叠。在我们的概念验证实验中，仅使用20 dBm的微波功率，我们观察到一个中心频率为193.5 THz、跨度为1.6 THz的频率梳，包含超过180条梳线。与先前报道的OFC生成方案相比，该方法具有两大优势：固有相位稳定性和更高的功率效率。以调制器的π电压衡量的功率效率比商用Thorlabs调制器高出25倍。
作者：
Alfredo Rueda，Florian Sedlmeir，Gerd Leuchs，Madhuri Kuamri，Harald G. L. Schwefel
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