Guided-wave frequency doubling in surface periodically poled lithium niobate: competing effects
利用质子交换和表面周期极化实现了准相位匹配α相锂离子通道波导的二次谐波产生。由于有限的铁电畴深度，我们可以观察到二次谐波产生和自相位调制之间的相互作用，由于级联和立方效应，导致非线性共振位移。数据简化使我们能够评估近红外的二次非线性以及未反转域的深度。
2012-09-24 physics.optics
Far infrared to terahertz widely tunable narrow linewidth light source via surface-emitting periodically poled thin film lithium niobate waveguides
本文提出利用表面发射周期性极化薄膜铌酸锂波导实现远红外至太赫兹宽可调窄线宽光源，通过差频产生模拟证明在30 THz处可实现25 THz宽调谐范围。
2023-06-01 physics.optics
Arbitrary access temporal pulse cloaking and restoring in periodically poled lithium niobate
时间斗篷激发了量子和光纤通信隐藏时间事件的安全性和效率研究的创新。现有的具有ps ~ns掩蔽窗口的时间掩蔽方法大多采用三阶非线性。在这里，我们探讨了一个时间斗篷永久隐藏脉冲事件使用高效率的二阶非线性。将时间脉冲事件伪装成具有恒定强度的连续波，并通过连续波与探针之间的偏振相关和频产生过程来恢复。周期极化锂离子晶体中准相位匹配的二阶非线性过程的变化保证了脉冲事件在传输过程中不会被窃取。这种时间隐身在锂离子薄膜光子集成电路的信息安全中具有良好的应用前景。
2019-11-23 physics.optics
Second-harmonic generation in periodically-poled thin film lithium niobate wafer-bonded on silicon
通过对硅基片上的锂酸锂薄膜进行周期极化，并在脊上加载氮化硅沟道，在通信波段实现了二阶光学非线性效应（二次谐波和和频产生），得到了截面约为2 μm2的脊形波导。波导的紧凑性导致有效的二阶非线性器件。在4mm长的波导中，脉冲输入获得了8%的非线性转换。硅衬底的选择使该平台与硅光子学潜在兼容，因此可能为片上非线性和量子光学应用铺平道路。
2016-09-28 physics.optics
Systematic Analysis of Ferroelectric Domain Dynamics in Periodically Poled Lithium Niobate Waveguides Using Two-Photon Microscopy and Digital Imaging Processing
Phase Sensitive Innovations Inc（Phase Sensitive Innovations 公司）；University of Delaware（特拉华大学）
本研究利用双光子显微镜和数字图像处理技术，系统分析周期性极化锂铌酸波导中铁电域动态，提出了一种可扩展的表征方法以优化PPLN器件制造。
2026-02-08 physics.optics
Ultra-efficient and highly-tunable second-harmonic generation in Z-cut periodically poled lithium niobate nanowaveguides
薄膜绝缘体上的锂氧化物（LNOI）已经成为用于线性、非线性和电光的优异集成光子学平台。在这里，我们结合准相位匹配，色散工程，和紧模式限制，实现高效率和宽波长可调谐性的非线性参量过程。在毫米长的Z切LNOI波导上，我们通过0型准相位匹配展示了超高效（$1900\pm500 \% $ W $^{-1}$ cm $^{-2}$）和高度可调谐（-1.71 nm/K）的从1530 nm到1583 nm的二次谐波产生。我们的技术适用于光学谐波产生，量子光源，频率转换，和许多其他光子信息处理在可见光到中红外光谱带。
2020-04-05 physics.optics
Second harmonic and cascaded third harmonic generation in generalized quasi-periodic poled lithium niobate waveguides
本文首次在绝缘体上铌酸锂脊形波导中制备广义准周期极化超晶格，利用丰富倒格矢在同一器件中实现高效二次谐波和级联三次谐波产生，为铌酸锂薄膜非线性集成光子学开辟新方向。
2023-02-12 physics.optics
Broadband Second Harmonic Generation using Fixed-Period Periodically Poled Lithium Niobate
University College London（伦敦大学学院）
本研究通过调整标准PPLN晶体角度实现宽频带二次谐波生成，展示了SHG带宽的显著增强。
2026-01-29 physics.optics
Average-power scalability of multi-cycle terahertz sources based on periodically poled lithium niobate stacks
本文首次研究了基于PPLN晶圆堆叠的窄带多周期太赫兹源的高平均功率可扩展性，通过高能量飞秒激光器在10-kHz下实现26.4 mW输出，并揭示了强透镜效应的限制及缓解策略。
2025-09-16 physics.optics
Simultaneous Type-0 and Type-I Optical Parametric Oscillation in Submicron Poled Thin-Film Lithium Niobate
Yale University（耶鲁大学）
通过偏振不敏感的亚微米周期性极化，在薄膜铌酸锂微环谐振器中实现了双光学参量振荡，利用简并后向准相位匹配，单个亚微米极化周期同时支持0类和I类参量相互作用，并通过温度控制实现偏振通道选择性激活。
2026-05-23 physics.optics
Squeezed Light Generation in Periodically Poled Thin-Film Lithium Niobate Waveguides
本研究在薄膜铌酸锂平台上实现电信波长片上宽带真空压缩，集成低损耗耦合器的器件测得1.4 dB压缩度，无耦合器的高效波导推断62 mW泵浦下片上压缩超10 dB，为可扩展量子光子系统提供支撑。
2025-10-29 physics.optics
Pulse Sequences for Efficient Multi-Cycle Terahertz Generation in Periodically Poled Lithium Niobate
提出了利用激光脉冲序列驱动低温冷却的周期性极化极化锂离子电池中的高能量、高峰值功率和多周期太赫兹脉冲的级联差频产生。考虑太赫兹波与光波的耦合非线性相互作用的详细模拟表明，在几百皮秒的太赫兹脉冲宽度下，可以实现前所未有的光-太赫兹能量转换效率> 5%，峰值电场达到几百兆伏/米。所提出的方法，以规避激光诱导的损伤，在焦耳级泵浦1 $μ$ m激光器，使多周期太赫兹源的脉冲能量>> 10毫焦耳。提出并分析了各种脉冲序列格式。介绍了考虑级联差频产生、自相位调制、级联二次谐波产生和激光损伤的周期极化结构的数值计算。前所未有的研究物理太赫兹产生在这种高转换效率的制度，限制和实际考虑进行了讨论。沿晶体长度改变极化周期和进一步减少吸收被示出导致甚至更高的能量转换效率>> 10%。一个有效的任意脉冲格式和重要情况下的封闭形式的表达式的解析公式。优化转换效率在0.1-1太赫兹范围内，相应的峰值电场，晶体长度和太赫兹脉冲特性的参数提供。
2016-06-16 physics.optics
18-dB on-chip vacuum squeezing in an adaptively poled lithium niobate waveguide
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明希电气与计算机工程系）；Research Laboratory of Electronics, MIT（麻省理工学院电子研究实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Hawaii at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校电气与计算机工程系）
通过自适应极化薄膜铌酸锂波导实现18 dB的连续波量子压缩，无需先验假设即可推断片上性能，为集成量子传感和计算提供了高性能平台。
2026-05-26 physics.optics
Sidewall-Poled Nanophotonic Lithium Niobate with Bidirectional Characterization
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Northwestern University（西北大学）
该研究针对集成非线性光子器件表征的损耗与不均匀性问题，提出双向表征框架，通过经典功率测量实现多参数提取，经侧壁极化铌酸锂波导实验验证，为光子器件表征提供通用途径。
2026-08-24 physics.optics
Efficient cryogenic nonlinear conversion processes in periodically-poled thin-film lithium niobate waveguides
首次研究了周期极化TFLN波导在7 K低温下的非线性转换过程，发现其在低温和室温下均保持高转换效率，且低温光子对源具有高亮度和宽带宽，为可扩展量子光子系统奠定基础。
2024-12-22 physics.optics quant-ph
Low-loss thin-film periodically poled lithium niobate waveguides fabricated by femtosecond laser photolithography
针对干法刻蚀PPLNOI波导传播损耗高的问题，提出利用光刻辅助化学机械刻蚀结合高压脉冲极化制备低损耗波导，实现创纪录低损耗和接近电子束光刻水平的二次谐波转换效率。
2025-04-29 physics.optics
Improved second harmonic performance in periodically poled LNOI waveguides through engineering of lateral leakage
在这篇文章中，我们研究了横向泄漏的影响，线性和非线性光波导在绝缘体上的锂钛酸盐（LNOI）。研究了氮化硅（SiN）负载和直接图案化的锂离子电池的横截面。我们表明，横向泄漏可以发生的TE模式在LNOI脊波导（X切锂钛酸盐），由于材料的双折射。这项工作提供了指导方针，设计波导LNOI不遭受横向泄漏效应。通过应用这些设计考虑，我们避免了在LNOI中的非线性光波导的二次谐波波长处的横向泄漏效应，并且展示了~ 1160%W-1cm-2的峰值二次谐波产生转换效率。
2019-09-11 physics.optics
Segment-chirped periodically poled lithium niobate waveguides for broadband supercontinuum generation
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Sichuan University（四川大学）；A ∗ STAR Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science, Technology and Research (A ∗ STAR)（A*STAR量子创新中心（Q.InC），科学技术研究局（A*STAR））；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出分段啁啾周期性极化铌酸锂纳米光子波导，通过离散化啁啾极化分布实现高保真铁电畴反转和宽带准相位匹配，实验上产生了覆盖三个光学倍频程（320-2600 nm）的光谱平坦超连续谱。
2026-05-29 physics.optics
Cryogenic second harmonic generation in periodically-poled lithium niobate waveguides
未来的集成量子光学技术将结合非线性光学和需要低温工作温度的组件。尽管将$χ^{(2)}$ -非线性用于量子光学（例如用于量子态产生和频率转换）的集成平台的流行，但是它们在低温下的材料性质在很大程度上未被研究。在这里，我们展示了在温度低至4.4K的光纤耦合的锂酸盐波导中的第一二次谐波产生。我们观察到的相位匹配泵浦波长在电信波段内的可再现的移位，除了瞬态的不连续性，而温度循环。我们的研究结果建立了锂离子酸盐作为一个通用的非线性光子集成平台与低温量子技术兼容。
2020-05-15 physics.optics quant-ph
Towards 1% single photon nonlinearity with periodically-poled lithium niobate microring resonators
单光子非线性的缺乏一直是发展光频量子光子电路的主要障碍。在本文中，我们展示了一个双极化薄膜锂酸盐微谐振器（PPLNMR），达到5,000,000%/W的二次谐波转换效率-几乎20倍的提高超过国家的最先进的-通过访问其最大的$χ^{(2)}$张量分量$d_{33}$通过准相位匹配。相应的单光子耦合率$g/2π$估计为1.2 MHz，这是一个重要的里程碑，因为它接近社区中开发的最佳可用的锂离子酸盐微谐振器的耗散率$κ/2π$。使用定义为$g/κ$的品质因数，我们的器件达到接近1%的单光子非线性。我们表明，通过进一步缩放的设备，它是可能的，以改善单光子非线性的制度，光子阻塞效应可以体现。
2020-07-15 physics.optics quant-ph
Ultrabroadband Nonlinear Optics in Nanophotonic Periodically Poled Lithium Niobate Waveguides
具有二次非线性的波导中的准相位匹配相互作用实现了高效的非线性频率转换。在这篇文章中，我们展示了第一代器件，该器件将纳米光子波导中的色散工程与周期性极化锂离子电池（PPLN）中的准相位匹配非线性相互作用相结合。这种组合使准静态相互作用的飞秒脉冲，减少了几个数量级的脉冲能量的要求，从皮焦耳到毫微微焦耳。我们实验证明了与二次谐波产生相关的两种效应。首先，我们观察到有效的准相位匹配的二次谐波产生与<100 fJ的脉冲能量。其次，在强相位失配的限制下，我们观察到两个谐波的光谱展宽，脉冲能量仅为2-pJ。这些结果奠定了基础，一类新的非线性器件，其中的协同工程的色散与准相位匹配，使有效的非线性光学在毫微微焦耳水平。
2019-09-19 physics.app-ph physics.optics
Periodically poled thin film lithium niobate microring resonators with a second-harmonic generation efficiency of 250,000%/W
被许多人称为光子学中的硅的钛酸锂（LN），自从作为超低损耗集成光子学平台被证明以来，最近已经上升到芯片级非线性光学研究的最前沿。由于其显著的二次非线性效应（$χ^{(2)}$），LN激发了许多重要的应用，如二次谐波产生（SHG），自发参量下转换和光学参量振荡。在这里，我们展示了高效率的二次谐波双谐振，周期性极化的z切LN微环，其中准相位匹配是通过场辅助域工程实现的。同时，通过优化基波和二次谐波带的耦合条件，实现了单滑轮波导的双频工作。因此，当在大约1617 nm的低功率区域中泵浦周期性极化的LN微晶体时，实现了250，000%/W的片上SHG效率，这是当前集成光子平台中报道的最先进的值。当泵浦功率为115 $μ$ W时，光波导的绝对转换效率为15%.这种周期性极化LN微环也为其他腔增强准相位匹配$χ^{(2)}$非线性光学过程提供了一个通用平台。
2019-10-31 physics.optics quant-ph
Isotropic fabrication of centimeter-scale, low propagation-loss periodically poled lithium niobate nanophotonic waveguides for efficient second harmonic generation
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；East China Normal University（华东师范大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanxi University（山西大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
通过飞秒激光光刻辅助化学机械刻蚀（PLACE）实现各向同性刻蚀，制备出1.2厘米长、传播损耗仅0.042 dB/cm、占空比均匀50%的周期性极化铌酸锂纳米光子波导，在1525 nm连续波泵浦下获得2021%/W的归一化准相位匹配二次谐波转换效率和64%的绝对转换效率。
2026-05-27 physics.optics
Frequency doubling of temporally incoherent light from a superluminescent diode in a periodically poled lithium niobate waveguide crystal
超辐射发光二极管放大后的自发发射在周期极化的铌酸锂波导晶体中倍频。这种超发光二极管的时间非相干辐射的特征在于相对宽的光谱带宽和类热光子统计，如测量的二阶相干度g $^{(2)}$（0）=1.9 $\pm$ 0.1所示。尽管在光谱域的非优化的情况下，我们实现了六个数量级的转换效率比以前报道的真正的非相干光。这可以通过使用具有波导结构的单空间模式辐射和准相位匹配材料来实现。这项工作是一个原则性的一步，在一个空间模式的时间非相干辐射的频率转换，以访问波长没有辐射超辐射二极管是可用的，特别是与定制的准相位匹配晶体。倍频光可能会在应用和量子光学实验中找到用途。
2017-04-04 physics.optics quant-ph
Symmetric Second-Harmonic Generation in Sub-wavelength Periodically Poled Thin Film Lithium Niobate
本研究针对对称二次谐波产生难以实现的问题，通过在370nm周期极化的薄膜铌酸锂波导中实现铁电畴可靠控制，达成了高效连续波泵浦对称SHG，验证了亚波长周期极化可行性并开辟了相关研究新方向。
2024-07-12 physics.app-ph physics.optics
Broadband Quantum Photon Source in Step-Chirped Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
本文设计制备6.82 mm阶梯啁啾CPPLN波导，利用宽带准相位匹配实现高效SHG与带宽达99 THz的SPDC宽带光子对产生。
2025-10-04 physics.optics quant-ph
Submicron domain engineering in periodically poled lithium niobate on insulator
绝缘体上的锂氧化物（LNOI）在通信、传感和量子技术方面有着广泛的应用。近年来，LNOI中的低损耗波导已经被证明，进一步的工作通过电场极化来研究它们的非线性光学特性。目前，反转铁电畴的制造缺陷和最小特征尺寸限制了LNOI中非线性过程的效率和应用。这项工作着眼于聚焦离子束极化，并证明其潜力，以克服电场极化的局限性。我们数值研究了准相位匹配条件对极化周期和波导几何形状中的制造缺陷的敏感性，显示了其极端的敏感性。我们证明了精确制造的极化周期下降到200纳米一致超过3毫米的长度。低损耗LNOI波导的亚微米极化将通过使用不复杂的LNOI组件来解锁前所未有的有效非线性相互作用，并实现无反射镜光学参量振荡器。
2021-08-24 physics.app-ph physics.optics
Periodically poled thin-film lithium niobate ring Mach Zehnder coupling interferometer as an efficient quantum source of light
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
本研究提出含PPLN波导的对称RMZI量子光源，可在亚毫瓦泵浦下生成高于-12dB的可调压缩光，还可通过20ps脉冲生成高纯度高预告效率的单光子，且兼容现有制造工艺。
2024-08-07 physics.optics quant-ph
Mid-infrared continua via spectral broadening and difference frequency generation in a nanophotonic lithium niobate waveguide
本研究利用纳米光子铌酸锂波导的双级设计，通过三阶光谱展宽与周期极化段的脉内差频产生，在电信波长飞秒源泵浦下实现了覆盖350-4800nm的超宽相干光谱，为中红外宽带光源提供了新方案。
2025-10-27 physics.optics
Efficient photon-pair generation in layer-poled lithium niobate nanophotonic waveguides
针对现有铌酸锂光子对源制备可靠性差或效率低的问题，提出层极化铌酸锂纳米光子波导，通过层状极性反转增强非线性相互作用，实现高效光子对产生，且制备可靠性更高、环境鲁棒性更强，适用于量子信息相关领域。
2024-05-17 physics.optics quant-ph
Achieving precision in measuring birefringence characteristics of a periodically-poled Lithium Niobate waveguide
German Aerospace Center (DLR e.V.), Institute of Quantum Technologies（德国航空航天中心量子技术研究所）
针对集成光学中传播模式有效群折射率与体材料存在差异的问题，提出基于透射光谱傅里叶变换的原位测量技术，精确测定周期性极化铌酸锂波导双折射特性，实现光子对产生光谱品质因数的高精度预测。
2026-10-07 physics.optics quant-ph
Generating compressed broadband terahertz pulses using aperiodically poled electro-optic crystals
介绍了一种利用非周期极化结构差频抽运光产生压缩宽带太赫兹脉冲的技术。所设想的晶体的泵浦脉冲格式和极化使得出射的太赫兹脉冲被压缩。该方法避免了由非共线方法和外部压缩的需要导致的泵浦脉冲失真。它对于产生几个到几十个周期的中间持续时间的脉冲特别有效。例如，在低温冷却的碳酸锂中可获得百分之几范围内的转化效率。
2018-06-26 physics.optics
Milliwatt-level UV generation using sidewall poled lithium niobate
Harvard University（哈佛大学）；University of Twente（特文特大学）；University of Campinas（坎皮纳斯大学）
本文提出一种侧壁极化铌酸锂波导技术，实现超低损耗和高转换效率的紫外光生成，提升芯片级紫外光源性能。
2025-03-21 physics.app-ph physics.optics
Surface domain engineering in congruent lithium niobate single crystals: A route to submicron periodic poling
我们描述了一种在同成分锂离子电池单晶中进行表面畴工程的技术。该方法是基于传统的电场极化，但涉及一个故意overpoling步骤，除了直接在图案化的光致抗蚀剂下面的薄表面区域反转所有的材料。表面极化结构显示出良好的磁畴均匀性，该技术迄今已被应用于产生小至1 μm的磁畴周期。该技术与基于波导结构的非线性光学集成器件完全兼容。
2012-10-04 physics.optics
Singly poled thin film lithium niobate waveguide as a tunable source of photon pairs across telecom band
本研究设计强色散单极薄膜铌酸锂波导，单个极化周期实现两种II型相位匹配SPDC过程，生成不同电信波段的光谱相关/不相关可调谐光子对，为量子光学任务提供多功能光源。
2024-11-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Precise and Robust Domain Engineering Based on Faraday Cage Effect for Thin-film Lithium Niobate Photonics
本文提出利用法拉第笼效应实现精确且鲁棒的域工程，用于制造高效率的薄膜锂铌酸盐波导，实现了6242 %W-1cm-2的归一化SHG效率。
2026-03-08 physics.optics
Fabrication-tolerant frequency conversion in thin film lithium niobate waveguide with layer-poled modal phase matching
本文提出层极化模态相位匹配方法，通过在薄膜铌酸锂波导底部选择性极化，将频率转换对制造误差的鲁棒性提高5到10倍，并验证了其在电信波长带内频率转换中的应用。
2025-05-06 physics.app-ph physics.optics
Watt-level second harmonic generation in periodically poled thin-film lithium tantalate
本研究通过优化电极几何和极化条件，实现了周期性极化薄膜锂钽酸盐波导在连续波下的瓦级二次谐波生成，突破了传统材料的功率限制。
2025-12-08 physics.optics
High system efficiency nonlinear frequency conversion on thin-film lithium niobate
本研究提出了一种基于周期性极化波导和直接激光刻写平面耦合器的高效薄层锂铌酸盐频率转换器，实现了152 %/W的转换效率，为未来可扩展的集成设备提供了新的解决方案。
2025-11-21 physics.optics
High-harmonic generation in periodically poled waveguides
由周期性极化材料制成的光波导提供了对光的高度限制，并能够通过准相位匹配产生新的波长，使其成为非线性光学和光子学的关键平台。然而，此类设备通常不用于高次谐波产生。在这里，使用200 fs，10 nJ级脉冲的4100 nm的光在1 MHz，我们产生高次谐波高达13次谐波（315 nm）的啁啾，周期性极化的锂离子（PPLN）波导。到可见光-紫外光区域的总转换效率高达10%。我们发现，输出光谱依赖于波导极化周期，表明准相位匹配起着重要的作用。在未来，这种周期性极化的波导可以实现高重复率的超短脉冲的紧凑源，并提供探测固态材料电子结构的新方法。
2017-08-28 physics.optics
Highly tunable low-threshold optical parametric oscillation in radially poled whispering gallery resonators
回音壁谐振器（WGR），基于全内反射，具有高品质因数在一个广泛的光谱范围。因此，这种腔中的非线性光学过程非常适合于产生宽带或可调谐的电磁辐射。本文从实验和理论上研究了由锂晶体制成的辐射状WGR的光学参量振荡的可调谐性。对于1.04 μ m泵浦波，通过在20 ° C和62 °C之间改变温度，信号波和闲频波从1.78 \mum调谐到2.5 \mum -包括简并点。径向域结构的弱偏心显著地扩展了调谐能力。振荡阈值位于mW功率范围内。
2011-03-15 physics.optics
Ultra-broadband mid-infrared generation in dispersion-engineered thin-film lithium niobate
薄膜锂酸盐（TFLN）是一种新型的小型、低功耗非线性光学器件平台，已广泛应用于近红外频率转换。最近的工作已经将这些设备扩展到中红外波长，其中广泛可调谐的源可以用于化学传感。为此，我们证明了一个固定的1微米泵和一个可调谐的电信源之间的高效和宽带差频产生均匀极化TFLN蓝宝石利用色散工程可在严格限制的波导。我们同时显示了1-2个数量级的提高转换效率和5倍的增强工作带宽的中红外产生相比，传统的锂离子波导。我们还研究了表面吸附水的中红外损失对这些器件性能的影响。
2022-06-10 physics.optics
Mid-infrared nonlinear optics in thin-film lithium niobate on sapphire
周期性极化薄膜锂酸盐（TFLN）波导已成为近红外高效频率转换的领先平台。然而，通常使用的二氧化硅底部包层在超过2.5 $μ$ m的波长处导致高吸收损耗。在这项工作中，我们展示了高效的频率转换在蓝宝石平台上的TFLN，其具有高达4.5 $μ$ m的高透明度。特别地，我们报告了通过固定的1- $μ$ m源和可调谐电信源的差频产生产生高达3.66 $μ$ m的中红外线，其中归一化效率高达200%/W-cm $^2$。这些结果表明，蓝宝石上的TFLN是一个很有前途的平台，在中红外集成非线性纳米光子学。
2021-04-13 physics.optics
Enhancing broadband second harmonic generation in a thin film lithium niobate racetrack resonator with tunable-coupling
Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM)（瑞士电子和微技术中心）；Photonic Systems Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院光子系统实验室）
提出一种结合短周期极化铌酸锂（PPLN）段和可调马赫-曾德尔干涉仪耦合器的跑道型谐振器，通过原位控制耦合条件补偿制造公差并稳定近临界耦合，在保持7 nm带宽的同时实现比非谐振结构高35倍的效率提升。
2026-05-22 physics.optics
Broadband Spontaneous Parametric Downconversion in Reconfigurable Poled Linearly-Uncoupled Resonators
本文研究通过 Mach-Zehnder 干涉仪非线性耦合的周期性极化线性非耦合谐振腔中的自发参量下转换，无需色散工程即可在数百 nm 宽带内高效产生光子对。
2024-06-26 physics.optics
Quantum squeezing in an all-resonant periodically poled lithium niobate microresonator
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明海电气与计算机工程学院）；Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部）
该研究在光子芯片中实现了高压缩比的量子压缩，展示了首个全共振χ^(2)腔压缩器，为量子传感提供了高效光源。
2026-02-26 physics.optics quant-ph
Efficient and robust second-harmonic generation in thin-film lithium niobate using modal phase matching
基于薄膜LNOI平台设计双脊波导，利用模态相位匹配实现高效稳健的二次谐波生成，转换效率达3.92/W，为PPLN波导提供了可扩展替代方案，并有望用于红外C波段纠缠光子对的生成。
2023-11-24 physics.optics
Metasurface-assisted phase-matching-free second harmonic generation in lithium niobate waveguides
相位匹配条件是非线性波长转换过程中的一个重要条件，它要求参与转换过程的光子动量守恒。传统上，非线性相位匹配使用双折射或周期性极化的非线性晶体来实现，这需要仔细的色散工程并且通常是窄带的。近年来，由密集排列的光学天线阵列组成的超颖表面已经被证明可以提供有效的光学动量来以任意方式弯曲光。在这里，我们证明了梯度超颖表面结构组成的相控阵天线能够规避相位匹配的要求，在片上非线性波长转换。我们实验证明了在具有梯度超颖表面图案化的薄膜锂酸盐波导中，可以在许多相干长度上产生无相位匹配的二次谐波。在宽范围的泵浦波长（1580 - 1650 nm）上观察到基于超颖表面的器件中的有效二次谐波产生（1660%W-1cm-2）。
2017-08-09 physics.optics
Frequency conversion between UV and telecom wavelengths in a lithium niobate waveguide for quantum communication with Yb+ trapped ions
我们研究并证明了频率转换的紫外辐射，共振与369.5 nm的过渡Yb+离子的C-波段波长1580.3 nm，反之亦然，使用反向质子交换波导中的周期性极化的锂离子。我们的集成器件可以将被捕获的Yb+离子与电信基础设施连接，以实现基于Yb+的量子中继器协议，并有效地在长距离上分配纠缠。分析了从369.525 nm到电信波长的单光子频率转换效率及其与泵浦功率、器件长度和温度的关系。测量了泵浦光自发拉曼散射产生的单光子噪声。从这个分析中，我们估计9%的单光子转换效率是可实现的与我们的技术几乎完全抑制拉曼噪声。
2016-09-10 physics.optics
Efficient generation of >2 W of green light by single pass frequency doubling in PPMgLN
我们报告了32%的效率倍频的单频1029 nm的光在514.5 nm的绿光使用单通配置。使用50 mm长的全等成分、周期性极化的掺镁锂酸盐（PPMgLN）晶体来产生2.3 W的二次谐波功率。据我们所知，这是PPMgLN晶体中任何波长光的最高报告倍频效率，也是PPMgLN绿光中最高报告SHG输出功率。
2007-09-03 physics.optics
35 megawatt multicycle THz pulses from a homemade periodically poled macrocrystal
高功率多波长THz辐射在医学，成像，光谱学，凝聚态物质的表征和操纵中的应用受到高度追捧，并且可以支持下一代紧凑型基于激光的加速器的开发，其应用于电子显微镜，超快X射线源和亚飞秒纵向诊断。通过将适当的激光发射穿过周期性极化的非线性晶体（例如，钛酸锂（PPLN）），可以产生多倍频太赫兹辐射。不幸的是，PPLN的制造工艺需要横跨晶体宽度的相当强的电场$\mathcal{O}(10~kV/mm)$以局部反转极化域;这将晶体孔径限制在1 cm以下。因此，锂酸盐的损伤阈值限制限制了可以照射到晶体上的激光功率，这固有地限制了高功率THz脉冲的产生。在这里，我们表明，在太赫兹制度，PPLN晶体可以机械构造在空气中通过堆叠的锂硼酸盐晶片一起与180 $^{\circ}$旋转到彼此。与晶片之间的小间隙（$\sim$ 10 $μ$ m）相比，所产生的THz辐射的相对长（mm）波长支持晶片之间的接近理想的THz透射。我们使用焦耳级激光系统与$\sim$ 50毫米直径的晶片和测量高达1.3毫焦耳的太赫兹辐射对应的峰值功率为$\sim$ 35兆瓦，太赫兹功率增加了50倍，比以前的演示的概念。我们的研究结果表明，高功率太赫兹辐射可以产生与现有的和未来的高功率激光器在一个可扩展的方式，设置一个多千兆瓦的太赫兹脉冲的过程。此外，该方案的简单性为各种应用提供了合成波形的简单方法。
2019-09-16 physics.acc-ph physics.optics
High power, continuous-wave, single frequency fiber amplifier at 1091 nm and frequency doubling to 545.5 nm
我们提出了一个高功率单频镱光纤放大器系统，在1091 nm的输出功率为30 W。放大器系统由两级组成，一级是放大的自发发射被有效抑制（>40 dB）的放大级，另一级是效率为52%的高功率放大器。比较了两种不同的倍频方法。我们实现了8.6 W在545.5 nm的单通倍频MgO掺杂的周期性极化的化学计量LiTaO3和高达19.3 W在545.5 nm的倍频与三硼酸锂（LBO）晶体在外部增强腔。
2012-06-22 physics.optics
Highly efficient polarization-entangled photon-pair generation in lithium niobate waveguides based on bound states in the continuum
集成光学为实际应用中高度复杂和紧凑的电路的实验实现以及量子光学基础科学的进步提供了平台。铌酸锂（LN）波导是一种重要的集成光路材料。基于LN波导中的连续束缚态，我们提出了一种产生偏振纠缠光子对的有效方法。该方法实现简单，不需要周期极化LN所需的极化过程。纠缠光子对的产生率随波导长度线性增加。对于可见光，与没有BIC的相应情况相比，使用具有仅几毫米长度的波导可以将产生效率提高五个数量级以上。这种现象可以出现在从可见光到THz区域的非常宽的光谱范围内。该研究对开发各种波长范围的有源集成量子芯片具有重要意义。
2021-03-09 physics.optics
Stimulated Raman scattering in an optical parametric oscillator based on periodically poled MgO-doped stoichiometric LiTaO3
观察了基于掺MgO周期极化化学计量比钽酸锂晶体的单共振光参量振荡器的光谱随泵浦功率的演化。分析了非线性晶体中受激喇曼散射级联喇曼激光的产生。观察到并理解了寄生倍频和和频产生现象。腔内拉曼散射的强烈减少是通过仔细调整腔损耗获得的。
2009-02-20 physics.ins-det physics.optics
