连络不合股料优势 ，集成光子器件同时完成两种非线性光学效应
· 2026-08-06 14:29:53
科技日报记者 张佳欣
德国马克斯·普朗克光科学研究所带领的集成件同国际研究团队提出一种新的光子芯片筹划筹划 ，打破了单一材料限制 ，时完将氮化硅和二氧化硅连络到不合器件中 ，成两在国际上初度在氮化硅集成光子平台完成拉曼散射 ，种非并生成袒护超出400纳米波段的线性效宽带光学频率梳 ，为斥地新型片上光源和拓展光子芯片光学下场供给了新思路 。连络相干下场宣布于新一期《进步先辈光子学》杂志 。不合
光子芯片但凡依托单一材料完成特定光学下场 ，股料光器光学但不合股料各有优势 ，优势也存在局限。集成件同氮化硅具有光破钞低 、时完工作波段宽等特点 ，是次要的集成光子材料之一 ，但其本身拉曼增益较弱 ，难以直接完成拉曼散射。
此次 ，研究团队筹划了一种集成光子器件 ，将本来分袂产生发火在不合股估中的两种非线性光学效应集成到不合芯片中 。该器件由氮化硅环形谐振器和二氧化硅包层构成 ，个中氮化硅用于产生发火光学频率梳 ，二氧化硅供给拉曼增益 。因为部分光场会天然延长至包层 ，光可以同时与两种材料彼此感染，从而完成两种光学效应的连络 。
考验考验中 ，研究人员初度在氮化硅集成光子平台上不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅不雅查询拜访到拉曼散射气候。输进延续激光后 ，输进光中展示绝对泵浦光频率偏移约11太赫兹的新旗子记号 ，且该频率距离不竭贯穿连接晃荡 ，证实拉曼效应来自二氧化硅包层 。
跟着输进功率添加 ，器件内部产生发火四波混频等非线性过程 ，幻想下场构成宽带光学频率梳。研究人员优化波导尺寸后 ，掉落踪掉落踪袒护超出400纳米波段的频率梳，并在多个拉曼频移波段同时产生发火梳状光谱 。
考验考验下场与幻想筹算高度齐截 。研究人员料想 ，拉曼散射产生发火的阈值约为140毫瓦 ，考验考验测得理论阈值为143毫瓦 ，进一步证冥器件中的拉曼增益切实其实来自二氧化硅包层。
当然如今掉落踪掉落踪的光学频率梳还没有抵达无缺相干外形 ，但该琐细已完成超出32%的光功率转换屈就 。研究人员展示 ，将来经由过程进一步优化器件筹划，有看汲引频率梳的相干性和转换屈就。
这项下场展示了一种新的集成光子芯片筹划思路 ：将来不必依托单一材料完成全数下场 ，而可以将具有不合优势的材料连络起来 ，完成更多光学下场。该编制将来有看用于构建片上宽带超延续谱光源 、自参考光学频率梳等新型光子器件，进一步拓展集成光子芯片的独霸局限 。
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