9月17日消息,arXiv 于9月16日收录的预印本(编号2609.18640,作者 Renhong Gao、Shining Zhu、Ya Cheng 等中国研究团队)首次在单个薄膜铌酸锂(TFLN)微环中实现集成化双光频梳产生,在单连续波激光泵浦下仅用 320mW 泵浦功率即输出两把独立光频梳。

双光频梳技术是高精度光谱、实时测距与高灵敏传感的核心工具,但将双梳光源集成到单个微腔中可大幅降低泵浦功率、占用空间、系统复杂度与成本,此前一直是重大挑战。该研究的突破在于“化害为利”:薄膜铌酸锂的强拉曼非线性通常被视为不利因素,团队却将其建设性利用——通过色散工程,让基模与一阶横电(TE)两个模式族(加载品质因子均超过 5×10^6、重复频率相近、色散 profiles 合适)通过受激拉曼散射(SRS)相互桥接。

具体过程为:以1551.28nm 泵浦一阶模式,先在低阈值下激发基模族的斯托克斯与反斯托克斯SRS,随后经由直接克尔效应与拉曼辅助克尔效应分别产生两把光谱上分离、不合并的独立光梳。性能指标:两梳重复频率约 102GHz、相差约 624MHz;最宽光谱跨度达 654nm;拉曼-克尔梳3dB带宽超29nm;梳线本征线宽仅 410Hz,具有低相位噪声。

该工作为片上双梳光源建立了单激光泵浦、单微环的鲁棒路径,推动双梳系统向简化架构、增强鲁棒性与可扩展集成方向发展。结合铌酸锂成熟的电光调制能力,芯片级双梳系统在高灵敏化学气体传感与精密计量等场景的实用化部署有望加速。 (来源:arXiv)