論文の概要: Toward Compact Fiber In-line Nonlinear Devices via Highly Efficient Nanophotonic Cavity Interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.01084v1
• Date: Sun, 02 Aug 2026 08:36:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.080248
• Title: Toward Compact Fiber In-line Nonlinear Devices via Highly Efficient Nanophotonic Cavity Interface
• Title（参考訳）: 高効率ナノフォトニックキャビティインタフェースによる小型光ファイバインライン非線形デバイスの実現に向けて
• Abstract要約: ガリウム (GaN) ホール型円形ブラッググレーティング (h-CBG) キャビティを全繊維一体化することにより, 共振性第2高調波発生(SHG)を実証した。 この研究は、光非線形性をファイバーベースのフォトニクスシステムに組み込むためのコンパクトでスケーラブルなアプローチを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5676170999655445
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compact and efficient frequency conversion within optical fibers is highly desirable for nonlinear and quantum photonic technologies, yet it remains challenging due to weak nonlinear interactions and limited coupling efficiencies onto optical fibers. Here, we demonstrate resonantly enhanced second-harmonic generation (SHG) through the all-fiber integration of a gallium nitride (GaN) hole-type circular Bragg grating (h-CBG) cavity, directly transferred onto a standard optical fiber. Together with the large second-order nonlinear susceptibility and wide optical transparency window of GaN, the fabricated h-CBG membrane cavity on GaN enables strong field confinement and vertically directional out-coupling of the generated SHG signal. As a result, we observe drastically enhanced SHG signals from the h-CBG device compared with the bulk GaN and the unpatterned freestanding GaN membrane. Using a deterministic pick-and-place transfer technique, we demonstrate robust and precise fiber integration of the GaN cavity device, enabling in-line SHG generation from a conventional fiber platform. This work establishes a compact and scalable approach for incorporating optical nonlinearity into fiber-based photonic systems.
• Abstract（参考訳）: 光ファイバのコンパクトかつ効率的な周波数変換は非線形および量子フォトニクス技術において非常に望ましいが、弱い非線形相互作用と光ファイバーへの結合効率の制限により、依然として困難である。 ここでは、標準光ファイバに直接転写される窒化ガリウム(GaN)ホール型円形ブラッグ格子(h-CBG)キャビティを全繊維一体化することにより、共振強化第2高調波発生(SHG)を実証する。 GaNの2次の大きな非線形感受性と広い光透過窓とともに、GaN上に作製されたh-CBG膜キャビティは、生成したSHG信号の強い磁場閉じ込めと垂直方向の外部結合を可能にする。 その結果, バルクGaNおよび無パターンGaN膜と比較して, h-CBG デバイスからのSHG信号が大幅に増強された。 決定論的ピック・アンド・プレース転送法を用いて,GaNキャビティデバイスの堅牢かつ高精度なファイバ集積を実証し,従来のファイバ・プラットフォームからのインラインSHG生成を可能にする。 この研究は、光非線形性をファイバーベースのフォトニクスシステムに組み込むためのコンパクトでスケーラブルなアプローチを確立する。

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