高强度空间模式可控频率上变频器实现片上集成
•
2024-05-29 16:40:04
摘要 《光电科学》杂志的一篇新出版物;DOI 10.29026/oes.2024.230036 讨论了面向片上集成的高强度空间模式可控频率上变频器。将微激光器、放大...
《光电科学》杂志的一篇新出版物;DOI 10.29026/oes.2024.230036 讨论了面向片上集成的高强度空间模式可控频率上变频器。
将微激光器、放大器、光波导、变频器和调制器等集成在单芯片上，实现对光子空间模式、频率、角动量和相位的调控，是制备高维量子纠缠态、大容量光子信息处理、全光通信和光子计算微型化等应用的重要课题。然而，现有的非线性波导器件将空间模式和光子频率转换融为一体，严重依赖外部光路控制和空间光调制器，无法满足光子器件片上集成的重要要求。针对这一问题，本文作者提出了一种基于高混频光强下空间模式竞争的空间模式可控非线性频率上转换器件的片上集成方法。该方法在LN波导非线性频率转换过程中实现高强度的空间模式，并可通过调节温度和基波波长进行控制。
基于光波导模式间相位匹配原理，推导了非线性上转换过程中产生不同空间模式所需的温度、信号基频和强度条件，得到了空间模式可控频率上转换波导的结构参数(见图1)，随后利用光刻技术结合结构反转成型工艺和金刚石刀精密切割技术，制备出满足模式间相位匹配和非线性频率上转换条件的PPLN多模波导(见图2)。
采用976nm DFB激光器作为泵浦光，C波段可调谐窄线宽光纤激光器作为信号光，实现了在变温度和信号光波长条件下TM01、TM10、TM00模式间可控的高强度输出(见图3)。由于该过程不需要额外的光路控制或使用笨重的空间光调制器，为进一步在片上集成高维量子纠缠器件和大容量模分复用器件奠定了重要基础。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！
标签：