論文の概要: Efficient Frequency Doubling with Active Stabilization on Chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.00309v1
- Date: Sat, 27 Feb 2021 20:07:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 18:33:11.064921
- Title: Efficient Frequency Doubling with Active Stabilization on Chip
- Title（参考訳）: チップのアクティブ安定化による高能率周波数倍化
- Authors: Jia-Yang Chen, Chao Tang, Mingwei Jin, Zhan Li, Zhaohui Ma, Heng Fan,
Santosh Kumar, Yong Meng Sua, Yu-Ping Huang
- Abstract要約: 薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)はナノフォトニクスよりも優れている。
我々は,TFLNの強誘電率,高次非線形性,強電気光学効果を活かしたチップを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.039861016499444
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Thin-film lithium niobate (TFLN) is superior for integrated nanophotonics due
to its outstanding properties in nearly all aspects: strong second-order
nonlinearity, fast and efficient electro-optic effects, wide transparency
window, and little two photon absorption and free carrier scattering. Together,
they permit highly integrated nanophotonic circuits capable of complex photonic
processing by incorporating disparate elements on the same chip. Yet, there has
to be a demonstration that synergizes those superior properties for system
advantage. Here we demonstrate such a chip that capitalizes on TFLNs favorable
ferroelectricity, high second-order nonlinearity, and strong electro-optic
effects. It consists of a monolithic circuit integrating a Z-cut, quasi-phase
matched microring with high quality factor and a phase modulator used in active
feedback control. By Pound-Drever-Hall locking, it realizes stable frequency
doubling at about 50% conversion with only milliwatt pump, marking the highest
by far among all nanophotonic platforms with milliwatt pumping. Our
demonstration addresses a long-outstanding challenge facing cavity-based
optical processing, including frequency conversion, frequency comb generation,
and all-optical switching, whose stable performance is hindered by
photorefractive or thermal effects. Our results further establish TFLN as an
excellent material capable of optical multitasking, as desirable to build
multi-functional chip devices.
- Abstract（参考訳）: 薄膜のニオブ酸リチウム(TFLN)は、ほぼ全ての面において優れた2次非線形性、高速で効率的な電気光学効果、広い透明性窓、および2光子吸収と自由キャリア散乱など、ナノフォトニクスに優れている。
同時に、同じチップに異種元素を組み込むことで複雑なフォトニック処理が可能な高集積ナノフォトニック回路を実現する。
しかし、システムアドバンテージのためにこれらの優れた特性を相乗するデモンストレーションが必要となる。
ここでは、強誘電性、高2次非線形性、強い電気光学効果を活かしたチップを示す。
これは、Zカットされた準位相整合マイクロリングと高品質な要素を組み合わせたモノリシック回路と、アクティブフィードバック制御に使用される位相変調器で構成される。
ポンドドーバホールロックにより、ミリワットポンプだけで約50%の変換で安定な周波数倍を実現し、ミリワットポンプを持つ全てのナノフォトニックプラットフォームで最高値となる。
提案手法は, 周波数変換, 周波数コム生成, 全光スイッチなどキャビティベースの光学処理に直面する長年の課題に対処し, 光屈折率や熱効果によって安定した性能が阻害される。
以上の結果から,TFLNは光マルチタスクが可能な優れた材料であり,多機能チップデバイスの開発が望ましいと考えられる。
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