《【文献】Nature Photonics | Cross-polarized stimulated Brillouin scattering-empowered photonics》

• 来源专题：光电信息技术
• 编译者： 王靖娴
• 发布时间：2025-05-27
• 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41566-025-01680-7

  【文献摘要】本文研究了交叉偏振受激布里渊散射（XP-SBS）及其与铌酸锂中二次非线性的集成，以增强光子器件性能。文中展示了三个新应用：（1）通过 XP-SBS 的热光相位匹配，实现了具有 0.7-Hz 窄线宽和 40-nm 可调谐范围的可重构受激布里渊激光器；（2）通过腔内布里渊增强四波混频，实现了转换效率达 55% 的高效相干模式转换器；（3）受益于 XP-SBS 与二次非线性的相互作用，实现了在近红外和可见光波段工作的布里渊 - 二次激光器和频率梳。这些进展有望显著改进光子技术，包括窄线宽激光器、微梳生成和光信号处理，为更强大和多功能的应用铺平道路。

 【研究方法与创新】研究团队将 XP-SBS 与铌酸锂（LN）的二次非线性特性相结合，在自由空间腔中构建实验系统。利用 LN 晶体的双折射特性和热光效应，通过调节温度实现 XP-SBS 相位匹配的动态调谐，进而开发出可重构受激布里渊激光器，其线宽窄至 0.7 Hz 且波长调谐范围达 40 nm。在模式转换方面，借助腔内布里12渊增强四波混频（BE-FWM），利用 XP-SBS 与同偏振 SBS 的相互作用，在四共振腔中实现了 55% 的高效模式转换效率，支持偏振、横模和纵模的多自由度转换。此外，通过周期性极化铌酸锂（36PPLN）中 XP-SBS 与二次非线性的协同作用，构建了布里渊 - 二次激光器及频率梳，覆盖近红外和可见光波段，并通过泵浦偏振切换实现激光器与频率梳的功能切换。该研究的创新点在于首次系统性47地将 XP-SBS 与二次非线性集成，突破了传统 SBS 器件的性能限制，其基于双折射调谐的可重构设计解决了腔内相位匹配的动态调控难题，为窄线宽激光、微梳生成等领域提供了新方案，且研究成果可兼容 LNOI 光子集成平台，具备产业化应用潜力。