超高品质因子Q光学谐振器,通过利用非线性功能,促进了片上光子学的进步。虽然这些突破主要集中在近红外区域,目前已经研究热点扩展到更长波长的分子科学领域,但在该区域缺少超高Q谐振器,仍然是重大挑战之一。
近日,韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)Kiyoung Ko,
Daewon Suk, Duk-Yong Choi & Hansuek Lee等,在Nature
Communications上发文,开发了片上微谐振器,在3.86μm波长时,具有3800万Q因子,超过之前记录的30多倍。
采用创新的制造技术,包括在材料沉积过程中,自发形成具有内部多层结构的光导几何结构,研究并解决了主要的损耗因素,如空气化学吸收。还获得硫族化物玻璃光纤所表现出的基本损耗性能。利用该谐振腔,在芯片上,实现了中红外布里渊激光,阈值功率为91.9μW,线宽为83.5Hz。这一结果表明,腔增强光学非线性有效集成到片上中红外光子学。
图1:超高Q值的片上微谐振器及其中红外应用示例
图2:多层硫族化物玻璃谐振器的制造
图3:Q因子谱和测量装置
图4: 在芯片上,不同材料平台的光学损耗比较