[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

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。