Path-Integrated Polarization Rotation Signatures in Subsea Networks: Cable Geometry Effects in 2023 Turkey Earthquakes
Nokia, Optical Networks（诺基亚，光网络部门）；Sparkle；Aston University（阿斯顿大学）
本研究分析2023年土耳其地震期间MedNautilus链路商用相干收发器的偏振数据，揭示地震特征与电缆几何对偏振响应的根本影响，为光纤地震传感系统设计提供初步解释基础。
2026-09-18 physics.optics
Polarization Control and TM-Pass Filtering in SiN Photonics Integrated with 2D Multiferroic Materials
本研究将二维多铁材料CuCrP₂S₆（CCPS）与氮化硅（SiN）光子器件集成，实现了高消光比TM通带滤波与大幅偏振旋转，为片上光子平台的紧凑型高性能偏振控制提供了新方案。
2025-09-02 physics.optics
Spectral engineering of integrated photonic filters using mode splitting in silicon nanowire integrated standing-wave resonators
在耦合谐振腔中由相干光模干涉引起的模式分裂是光子谐振器中的关键现象，其可以导致强大且通用的滤波功能，与电磁诱导透明、Autler-Townes分裂、Fano共振和暗态非常相似。它不仅可以打破品质因数、自由光谱范围和物理腔长之间的依赖关系，而且可以导致群延迟响应和模式相互作用，这对于增强光-物质相互作用和非线性光学中的色散工程是有用的。在这项工作中，我们调查模式分裂的驻波（SW）谐振器实现的级联Sagnac环反射器（CSLRs），并证明其用于工程的光谱分布的集成光子滤波器。通过改变Sagnac环形反射器（SLR）的反射率和沿连接波导的相移，我们定制CSL谐振器中的模式分裂，以实现各种各样的滤波器形状，用于各种应用，包括增强光捕获，平顶滤波，Q因子增强和信号整形。我们提出的理论设计和比较的性能CSLR谐振器与三个，四个和八个SLR绝缘体上硅纳米线制造。我们实现了高性能和多功能的滤波器形状，通过不同的模式分裂，同意与理论。实验结果证实了我们的方法对实现灵活的频谱工程集成多功能SW滤波器的有效性。
2022-10-19 physics.optics
Design of Photonic Filters based on Integrated Coupled Sagnac Loop Reflectors
我们从理论上研究了由两个相互耦合的Sagnac环形反射器（MC-SLR）构成的集成光子谐振器。MC-SLR谐振器中的模式干涉量身定制，以实现具有高性能的多功能滤波器形状，从而为各种应用提供灵活的频谱工程。通过调整Sagnac环反射器（SLR）的反射率以及不同SLR之间的耦合强度，我们实现了Fano谐振的光学模拟，具有高光谱斜率，波长交错/非阻塞开关功能，具有显著增强的滤波平坦度，以及具有改善滚降的紧凑型带通滤波器。在我们的设计中，考虑了实际应用的要求，并详细分析了结构参数和制造公差的影响。这些结果突出了MC-SLR谐振器作为先进的多功能集成光子滤波器在光通信系统中的灵活光谱工程的强大潜力。
2021-02-08 physics.optics
Plasmonic structure integrated single-photon detectors optimized to maximize polarization contrast
利用COMSOL Multiphysics软件对超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的偏振对比度进行了数值优化。SNSPD集成了四种不同类型的一维周期性等离子体结构，能够介导p-偏振光子选择性的氮化铝超导纳米线图案。优化与两个不同的标准有关的最大倾斜导致波长缩放的周期性集成结构，具有不同的几何参数，并表现出不同的极角依赖的光学响应和色散特性，以及伴随的近场现象的极值。在纳米腔、纳米腔偏转器、纳米腔双偏转器中，偏振对比度分别为6.37*10^2、3.28*10^2 - 6.86*10^11、1.42*10^11 - 1.81*10^13、7.87*10^12 - 1.90*10^3和1.15*10^5，纳米腔-沟槽-阵列-集成的P-SNSPD，其关于最大倾斜用85度和80度标准优化。
2016-09-15 physics.optics
Ultra-narrowband polarization insensitive transmission filter using a coupled dielectric metal metasurface
提出了一种由非晶硅（a-$\textit{Si}$）环和$\textit{Au}$层中的亚波长空穴组成的耦合介质-金属超颖表面（CDMM），并将其与$\textit{SiO}_{2}$层隔开。CDMM的设计参数被数值优化以在1540 nm处具有0.55的偏振无关峰值透射率，其中半峰全宽（$FWHM$）为10 nm。该滤光片还具有100 nm的具有$\sim 10^{-2}$透射率的安静区。辐射双振子模型揭示了滤波器中的基本共振，这些共振干涉产生类似电磁感应透明（EIT）的效应。多极展开的结构中的电流验证的基本共振预测的两个振荡器模型。所提出的CDMM滤波器是强大的伪影在设备制造中，并具有与传统的法布里-珀罗滤波器的性能。然而，它更容易集成在图像传感器中，因为透射率峰值可以通过仅改变周期性来调谐，从而产生具有固定高度的平面结构。
2019-11-18 physics.optics
Plasmonic structure integrated single-photon detector configurations to improve absorptance and polarization contrast
在1550 nm偏振光照射下，采用不同的等离子体结构集成了由p=264 nm和P=792 nm的周期性氮化铌（NbN）图案组成的超导纳米线单光子探测器（SNSPD），确定了能够同时最大化吸收率和偏振对比度的最佳波长。全局NbN吸收率最大值出现在P/S-偏振光照明的情况下，在S/P-取向（γ =90 °方位角）和最高的偏振对比度是在所有设备的S-取向。吸收率增强的常见纳米光子起源是具有不同轮廓的纳米腔光栅上的集体共振，这是通过四分之一波长MIM纳米腔中的局域模与集成SNSPD中的横向同步Brewster-Zenneck型表面波之间的耦合而促进的，所述集成SNSPD具有四分之三波长尺度的周期性。光谱灵敏度和色散特性表明，存在器件设计特定的最佳配置。
2014-09-16 physics.optics
A Monolithic Integrated Microwave Photonics Filter
为了满足无线网络中不断增长的传输容量需求，将需要向射频频谱中的更高区域发展，减少小区尺寸，并在基站处采用更紧凑，灵活和节能的设备，能够平滑地连接无线电和光纤段。具有全功能微波光子系统的光子芯片是实现这些目标的有希望的候选者。在过去的几年里，许多集成微波光子芯片已经报道了不同的技术。然而，据我们所知，它们都没有完全集成所有所需的有源和无源元件。在这里，我们报告了有史以来第一次演示的微波光子可调谐滤波器完全集成在磷化铟芯片和封装。该芯片实现了一个可重构的射频光子滤波器，它包括所有需要的元件，如激光器，调制器和光电探测器，其响应可以通过控制电流来调谐。该演示是迈向紧凑和完全可编程的集成微波光子处理器可行性的基本步骤。
2016-12-21 physics.optics
Polarization vector conjugation in a photonic integrated circuit
Edward L. Ginzton Laboratory, Stanford University（斯坦福大学）；University of Graz（格拉茨大学）；UiT The Arctic University of Norway（挪威阿尔塔大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）
在无非线性光学材料的简单装置中，基于偏振分束器馈入的自配置马赫 - 曾德尔干涉仪执行光的偏振共轭，可自动消除光在含任意双折射的光学系统中传播时的偏振变化，并演示了不同取向光纤装置中的偏振共轭。
2026-07-28 physics.optics
Ultra-broadband integrated optical filters based on adiabatic optimization of coupled waveguides
本研究提出一种基于绝热波导优化算法的超宽带硅光子滤波器，通过级联单截止频率滤波器实现带宽超100 nm的带通操作，具有低于1.5 dB插入损耗和超15 dB消光比，为多波段集成光子学应用提供新能力。
2023-03-16 physics.optics
Million-Q Dual-Polarization Micro-Fabry-Perot Resonators in Silicon Nitride Photonic Integrated Circuits
该研究提出一种采用偏振不敏感Sagnac环反射器和多模波导的氮化硅双偏振微法布里-珀罗谐振器，实现TM0和TE0模式创纪录的高Q值（2.38×10^6和3.48×10^5）及高效热调谐，为紧凑型高性能双偏振谐振器树立新基准。
2025-09-08 physics.optics
Spectral Shaping with Integrated Self-Coupled Sagnac Loop Reflectors
我们提出并从理论上研究了基于自耦合线波导形成的耦合Sagnac环反射器（SLR）的集成光子滤波器。通过对器件中相干模干涉的剪裁，实现了三种不同的滤波功能，包括类Fano谐振、波长交错和不同的谐振模分裂。对于每个功能，器件结构参数的影响进行了分析，以促进优化性能。我们的研究结果从理论上验证了所提出的设备作为一个紧凑的多功能集成光子滤波器灵活的光谱整形。
2021-06-08 physics.optics
Electrical Tuning of Polarizaion-state Using Graphene-Integrated Metasurfaces
等离子体超颖表面已经被用于调谐和控制光，使得能够实现各种新颖的应用。它们的吸引力随着与元表面的活跃元素的结合而增强，为动态控制铺平了道路。在这封信中，我们实现了一个动态偏振态发生器使用石墨烯集成各向异性超颖表面（GIAM），其中线性入射偏振可控地转换成椭圆形。当用非正交入射偏振照射时，各向异性超颖表面导致本征偏振转换。此外，单层石墨烯允许我们在施加栅极电压时调整反射光的相位和强度，从而实现动态偏振控制。用旋转偏振器法测量了反射光的斯托克斯偏振参数，结果表明，该装置可以引起椭圆率和取向角的较大变化。我们还提供了实验证据表明，倾斜角可以改变独立的椭圆率从正值到接近零到负值，而椭圆率是恒定的。
2017-01-16 physics.optics
High performance integrated polarizers achieved by incorporating 2D layered graphene oxide films
偏振器和偏振选择谐振腔（例如，环形谐振器、光栅）是应用于摄影、相干光检测、偏振分复用、光学传感和液晶显示器的关键部件。我们展示了波导偏振器和偏振鉴别微环谐振器（MRR）集成与二维氧化石墨烯（GO）层状薄膜。我们实现了对集成到光子器件上的薄膜的厚度、位置和尺寸的精确控制，该薄膜采用基于溶液的逐层无转移涂覆方法，结合光刻和剥离。这克服了用于2D材料的层转移方法的限制，并且是制造与2D材料结合的集成光子器件的显著进步。我们测量了不同薄膜厚度和长度与波长，偏振和功率的波导偏振器，测量了~ 53.8 dB的高偏振相关损耗（PDL）。对于GO涂覆的MRR，我们实现了8.3 dB的TE/TM偏振的消光比差。我们还提出了2D分层GO膜的线性光学性质的测量，其产生GO膜的材料损耗各向异性和膜损耗各向异性与偏振相关模式重叠的相对贡献。我们的研究结果提供了有趣的物理见解的过渡的层状GO膜从二维行为准散装样的行为，并确认高性能的GO为基础的集成偏振选择性器件。
2020-10-09 physics.optics
A Polarization-insensitive and high-efficiency Schottky Photodetector integrated with a silicon ridge waveguide
我们提出了一种偏振不敏感和高效率的等离子体硅肖特基二极管，用于通过内部光电发射检测光通信波长范围内的子带隙光子。我们的光电二极管是基于一个混合等离子体硅波导。它有一个金膜覆盖的顶部和侧壁的介质硅波导与肖特基接触形成在金-硅界面。详细介绍了一个广泛的物理模型，并应用于计算和分析我们的探测器的性能。通过与仅顶部接触金的二极管相比，在我们的光电探测器中，侧壁覆盖金的响应度的偏振灵敏度大大降低。在1.2-1.5 μm的宽波长范围内，对两种偏振态的响应度都高得多。此外，肖特基接触只有4 μm长，导致非常小的暗电流。我们的设计是非常有前途的实际应用中的高密度硅光子集成。
2013-11-08 physics.optics
Systematic Design and Demonstration of Multipole, Coupled-Cavity Integrated Photonic Bandpass Filters with High FSR, High-Q Single-Mode Microresonators in Low-Loss Silicon Nitride Platform
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；OEwaves Inc.（OEwaves公司）
本文提出了一种基于硅氮化物平台的多极耦合腔集成光波带通滤波器，实现了高FSR和高Q单模微谐振器，具备超宽可调中心频率、低插入损耗和高抑制比，为射频、微波和毫米波系统提供了先进的滤波解决方案。
2026-02-16 physics.optics
Integrated flat-top reflection filters operating near bound states in the continuum
我们提出并从理论和数值上研究了由单模介质平板波导表面上的相同谐振介质脊组成的窄带集成滤波器。所提出的复合结构在连续体（BIC）中的束缚态附近工作，并且能够对波导中传播的横向电偏振导模进行光谱滤波。我们证明，通过适当的选择脊之间的距离，平顶反射率曲线与陡峭的斜坡，几乎没有旁瓣，可以得到只使用几个脊。特别地，由两个脊组成的结构可以光学地实现二阶巴特沃兹滤波器，而在更大数量的脊处，可以实现对高阶巴特沃兹滤波器的良好近似。由于BIC由构成复合结构的脊支撑，所以可以在不增加结构尺寸的情况下使平顶反射带任意窄。除了滤波特性之外，所研究的结构还支持另一种类型的BIC-当相邻脊之间的距离满足Fabry-Pérot共振条件时产生的Fabry-Pérot BIC。在Fabry-Pérot BIC附近，观察到类似于电磁感应透明的效应，即在宽透射率下降的背景下出现尖锐的透射率峰。
2019-07-09 physics.optics
Integrated optical waveplates for arbitrary operations on polarization-encoded single-qubits
集成光子技术应用于量子光学，最近在几个量子信息领域实现了大量突破性实验。路径编码最初用于演示单个或多个量子位的操作。然而，偏振编码方法通常更简单且更有效。双量子位集成逻辑门以及复杂的干涉结构已经成功地证明了利用飞秒激光写入光子电路中的偏振编码。尽管如此，执行单量子位旋转的集成设备仍然缺失。在这里，我们展示了基于波导的波片，由飞秒激光脉冲制造，能够有效地产生任意的单量子比特操作的偏振编码。利用这些新的组件，我们制造和测试一个紧凑的设备的量子态层析成像的两个偏振纠缠光子。集成光学波片完成了在芯片上完全操纵偏振编码量子位所需的工具箱，揭示了集成量子计算，传感和模拟的新方案，并可能在标准光子器件中找到应用。
2013-07-29 physics.optics quant-ph
Sagnac interference in integrated photonics for reflection mirrors, gyroscopes, filters, and wavelength interleavers
Sagnac干涉作为干涉测量的一种基本光学方法，在光学系统的反射操纵、精密测量和光谱工程中有着广泛的应用。与其他干涉配置相比，它提供了有吸引力的优势，通过产生降低的系统复杂性，而不需要在不同的路径之间的相位控制，从而提供了高度的稳定性，对外部干扰和低波长依赖性。集成制造技术的进步使得芯片级Sagnac干涉仪与通过空间光或光纤设备实现的更传统的方法相比具有大大减少的占用空间和改进的可扩展性。这促进了具有双向光传播的各种集成光子器件，与诸如马赫-曾德尔干涉仪（MZI）和环形谐振器（RR）的单向光传播器件相比，显示出新的特征和能力。在这里，我们提出了我们的最新成果的功能集成光子器件的基础上Sagnac干涉。我们概述了集成Sagnac干涉器件的理论，并与其他集成光子构建模块（如MZI、RR、光子晶体腔和布拉格光栅）进行了比较。我们提出了我们的最新成果，Sagnac干涉器件实现在集成光子芯片，包括反射镜，光学陀螺仪，基本的过滤器，波长（去）转换器，和量子物理学的光学模拟。
2023-02-25 physics.optics
Dual angular tunability of 2D infrared notch filters: Analysis, experiments, physics
二维（2D）谐振光栅通过控制线性偏振下的入射平面（POI）来实现双角度可调谐性。如果POI被设置为垂直于电场矢量（s偏振或横向电（TE）偏振），则激发的TE模式提供光谱调谐。正交传播的TM模式在角度上是鲁棒的。相反，如果POI被设置为p偏振，则激发的TM模式提供调谐。详细解释的基本物理过程中提出的二维晶格分解成等效的一维光栅使用二阶有效介质理论（EMT）。这被证明是非常好的工作，即使是一个强烈的调制晶格的折射率对比度为3。通过合理的设计和实验，实现了一种覆盖长波红外波段的宽调谐陷波滤波器。实验改变入射角高达16度，在TM偏振的陷波信道调谐跨越超过0.5 μ m的频带与TE信道保持在恒定的波长。有趣的外观起源于对角传播的泄漏模式的谐振通道进行了简要的检查。所提出的分析和实验将有助于实现不同的二维可调谐滤波器，同时提供方法，详细了解随之而来的近场和模式结构。
2022-10-04 physics.optics
Programmable integrated source of polarization and frequency-bin hyperentangled photon pairs
本文设计四环形谐振器集成系统，利用连续波泵浦和自发四波混频产生可编程偏振—频率仓超纠缠光子对，并验证其密度算符与计算产生率。
2024-10-24 physics.optics quant-ph
Wavelength-switchable ultra-narrow linewidth fiber laser enabled by a figure-8 compound-ring-cavity filter and a polarization-managed four-channel filter
我们提出并演示了一种高性能的四波长掺铒光纤激光器（EDFL），实现了一个8字形复合环腔（F8-CRC）滤波器的单纵模（SLM）的选择和偏振管理的四通道滤波器（PM-FCF），用于定义四个激射波长。我们介绍了一种新的方法，利用信号流图结合梅森规则来分析一般的CRC滤波器，并应用它来获得本文中使用的F8-CRC滤波器的重要设计参数。通过结合F8-CRC滤波器和PM-FCF滤波器的功能，并辅以增强的偏振烧孔和偏振相关损耗，实现了15个激射态的掺铒光纤激光器，包括4个单波长、6个双波长、4个三波长和1个四波长激射。特别地，所有四个单波长操作都处于稳定的SLM振荡中，通常具有<600 Hz的线宽、<=-154.58 dB/Hz@>=3 MHz的RIN和<=+/-3.45%的输出功率波动。此外，所有六个双波长操作具有非常相似的性能，与单波长激射操作的性能参数接近。最后，实现了波长间隔调谐的双波长操作，用于光子产生可调谐微波信号，并成功获得了23.10 GHz的信号作为演示。
2021-09-09 physics.app-ph physics.optics
High Extinction Ratio Widely Tunable Low-Loss Integrated Si3N4 Third-Order Filter
我们展示了一个集成的连续可调三阶环形滤波器，测量消光比为80 dB，比以前展示的集成3阶或6阶滤波器提高了100倍。使用集成热调谐元件，滤波器可以调谐超过100%的48 GHz的自由频谱范围与1.3 dB的插入损耗。该滤波器是在晶圆级代工兼容的Si 3 N4低损耗平台上制造的，能够与各种先前演示的无源和有源元件集成。高消光比、低损耗、平坦通带和陡峭滚降对于广泛的应用是期望的，所述应用包括用于布里渊散射的泵浦-斯托克斯分离、四波混频中的闲频分离和用于利用非线性光学的量子通信的纠缠态的分离。
2017-08-21 physics.app-ph physics.optics
Full-C-band, sub-GHz-resolution Nyquist-filtering (de)interleaver in photonic integrated circuit
奈奎斯特波分复用（N-WDM）技术是下一代高速弹性网络中非常有前途的技术。在N-WDM中，奈奎斯特滤波是控制信道频谱效率的基本功能。然而，迄今为止，大多数奈奎斯特滤波器的实现需要昂贵的、高功耗的数字电子器件或庞大的光学元件的复杂布置，这阻碍了它们用于奈奎斯特超级信道的奈奎斯特信道整形和可重构光分插复用器（ROADM）等重要功能的采用。在这里，我们提出了一个独特的解决方案，具有低成本，高能效，简单的设备性质，这是一个片上的光学奈奎斯特滤波（解）交织器具有亚GHz的分辨率和近矩形通带与8%的过渡带。这种前所未有的性能由包括双环谐振器辅助的马赫-曾德尔干涉仪的简单光子集成电路提供，其特征在于使用高折射率对比度Si 3 N4波导的高电路紧凑性，同时显示出亚皮秒光学延迟精度，从而能够在超过4THz的带宽上实现具有25 GHz的超过160个有效自由光谱范围的全C波段覆盖。这些器件显示出在芯片级实现N-WDM收发器和ROADM的明显潜力。
2015-09-02 physics.optics
Pixel-integrated thin-film filter simulation and scaling trade-offs
薄膜光学滤波器如今可以集成到用于光谱成像的商业图像传感器的像素上。在图像传感器上具有更多滤波器的缺点是空间分辨率的损失，这可以通过使用更小的像素来恢复。然而，这项工作表明，小型化会导致透射率降低，需要在像素大小和滤波器带宽之间进行权衡。这是由衍射和滤光片中反射次数减少引起的。分析波和射线光学模型的开发和用于快速透射率预测，这是使用商业光谱传感器和数值模拟验证。所确定的折衷是像素集成薄膜滤波器技术的固有限制，并且所开发的模型将是用于探索新的硬件和计算解决方案的有用工具。
2021-06-02 physics.ins-det physics.optics
Surface acoustic microwave photonic filters on etchless lithium niobate integrated platform
绝缘体上的钛酸锂材料由于具有超低损耗的波导和高效的光调制能力而成为集成微波光子学的一个很有前途的平台。微波滤波器的芯片级集成对于5G/6 G无线通信中的信号处理至关重要。本文利用连续介质中的束缚态原理，在无刻蚀的钛酸锂集成平台上实现了低损耗波导，并在其上实现了高性能的微波光子滤波器。这些微波光子滤波器包括一个高品质的光子微腔调制的压电激励表面声波。声学时间延迟从21到106 ns和带宽窄至0.89 MHz的通带中实现了在千兆赫频率下工作的制造的滤波器。我们的演示可能会在锂酸盐集成平台上开辟新的应用，例如光通信，信号处理和光束控制。
2022-09-16 physics.app-ph physics.optics
Integrated Silicon Photonic Transmitter for Polarization-Encoded Quantum Key Distribution
提出了一种用于偏振编码量子密钥分发（QKD）的硅光发射机。该芯片在标准硅光子铸造工艺中制造，并在1.3 mm $\times$ 3 mm管芯面积中集成了脉冲发生器、强度调制器、可变光衰减器和偏振调制器。光路中的器件满足QKD的要求。该发射机用于在5公里长的光纤链路上进行BB84 QKD协议的概念验证演示。
2016-06-14 physics.optics quant-ph
Selective excitation of high-order modes in two-dimensional cavity resonator integrated grating filters
本文报道了利用入射光束整形在二维谐振腔集成光栅滤波器（CRIGF）中实现最高至10阶模式的选择性激发，为多波长空间选择性反射器及模式可选激光发射等技术铺平道路。
2024-04-28 physics.optics
A monolithically integrated polarization entangled photon pair source on a silicon chip
集成光子电路具有体积小、干涉稳定、模场重叠接近完美等优点，是实现大规模光子量子信息系统的最有前途的平台之一。由于许多量子信息协议都是基于光子偏振定义的量子比特，因此我们必须开发集成的构建模块，以便在芯片上生成、操纵和测量偏振编码的量子态。发电机组尤为重要。在这里，我们展示了第一个集成偏振纠缠光子对源的芯片。我们已经实现了源作为一个简单而稳定的绝缘体上硅光子电路，产生的纠缠态与91 \pm 2%的保真度。该光源配备了硅基二氧化硅或其他类型波导平台的通用接口，可容纳偏振操纵和投影设备以及泵浦光源。因此，我们已经为在芯片上实现光子量子信息系统做好了准备。
2012-11-13 physics.optics quant-ph
Regenerative vectorial breathers in a delay-coupled neuromorphic microlaser with integrated saturable absorber
本文研究延迟耦合神经形态微腔激光器中再生脉冲的偏振动力学，实验观测到矢量呼吸子，并通过数值模型揭示其源于偏振各向异性引起的对称性破缺分岔，为可控偏振脉冲源和神经形态片上计算提供新思路。
2024-09-30 physics.optics
Reconfigurable photonic RF filters based on integrated Kerr frequency comb sources
我们展示了两类基于集成光学微梳的光子射频（RF）滤波器。第一种是基于横向滤波结构，第二种是基于信道化技术。由微梳带来的大量波长导致显著增加的RF光谱分辨率和用于RF滤波器的大的瞬时带宽。对于RF横向滤波器，我们展示了Q因子增强、带外抑制改善、中心频率可调和可重新配置的滤波形状。而117 MHz的高分辨率，4.64 GHz的大RF瞬时带宽，和可编程的RF传递函数，包括二进制编码的陷波滤波器和RF均衡滤波器与可重构的斜率被证明为RF信道化滤波器。基于微梳的方法具有潜在的小得多的成本和占地面积，是有前途的集成光子RF滤波器。
2020-08-26 physics.app-ph physics.optics
CMOS photonic integrated source of ultrabroadband polarization-entangled photons
本研究研发出一款基于CMOS工艺的全片上硅光子集成纠缠光子源，采用双向泵浦微环和偏振分束旋转器，可产生超宽带高保真偏振纠缠光子，适用于多用户网络的灵活网格波分复用纠缠分发。
2024-02-14 physics.optics quant-ph
A chiral topological add-drop filter for integrated quantum photonic circuits
本文提出一种嵌入 valley-Hall 光子晶体中的拓扑插分滤波器，利用单个量子点实现自旋依赖的 chiral 光-物质界面，为 chiral 集成量子光子回路提供拓扑保护的构建模块。
2021-10-14 physics.optics
Benchmarking Dual-Polarization Silicon Nitride Photonic Integrated Circuits for Trapped-Ion Quantum Technologies
Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）；Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA)（新兴纳米计量学实验室）；AMO GmbH（AMO有限公司）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文设计并测试了支持TE和TM模式的硅氮光电集成电路，实现了双极化光的高效耦合，扩展了囚离子量子技术的光学设计空间。
2026-07-08 physics.optics
Metasurface-integrated VCSEL designed for polarization control in optical Ising machines
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文设计并制备超表面集成VCSEL以降低其自然各向异性，实现偏振控制，数值证明可增强伊辛系统注入锁定效果，并将3比特光子伊辛机计算精度提升至两倍以上。
2026-09-21 physics.optics
Pure circularly polarized light emission from waveguide microring resonators
圆偏振光在许多应用中起着关键作用，包括光谱学、显微镜和原子系统的控制。特别是在后者中，通常需要高偏振纯度。用于原子控制的集成技术正在迅速发展，但是虽然集成光子学可以产生具有纯线性偏振的场，但是还没有解决高纯圆偏振态的集成产生。在这里，我们表明，波导microwave谐振器，与方位角光栅扰动，从而发射携带光学轨道角动量的光束，可以产生高圆偏振纯度的辐射场。我们实现了这一点，在一个无源器件，利用对称的结构和辐射模式，并直接利用横向和纵向场分量的导模。在发射轴上和最大强度处，我们测量跨共振FWHM的相对强度中的平均偏振杂质$1.0 \times 10^{-3}$，并且在该范围内观察到低于$10^{-4}$的杂质。这构成了对在先前关于集成器件的工作中证明的${\sim}10^{-2}$杂质的显著改进。允许高圆偏振纯度的光子结构可以帮助实现原子量子系统中的高保真度控制和测量。
2022-07-06 physics.optics
Stepped-height ridge waveguide MQW polarization mode converter monolithically integrated with sidewall grating DFB laser
我们报告的第一个演示的1555 nm阶梯高度脊波导偏振模式转换器单片集成与侧壁光栅分布反馈（DFB）激光器使用相同的外延层计划。该器件具有稳定的单纵模（SLM）工作，输出光从TE偏振转换为TM偏振，在140 mA ~ 190 mA的DFB注入电流（IDFB）范围内转换效率>94%。当IDFB=180 mA时，TM模纯度最高，达98.2%。该器件的一个特别的优点是，整个集成器件制造仅需要单个步骤的金属有机气相外延和两个步骤的III-V材料干法蚀刻，显著降低了复杂性和成本。
2022-11-07 physics.app-ph physics.optics
Integrated-Photonics-Based Systems for Polarization-Gradient Cooling of Trapped Ions
Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院林肯实验室）
本文提出利用集成光子学实现阱离子的极化梯度冷却，首次实验演示了该技术，提升了阱离子系统的计算效率。
2024-11-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Post-selection free, integrated optical source of non-degenerate, polarization entangled photon pairs
我们提出了一个集成源的偏振纠缠光子对电信制度，这是基于II型相位匹配参量下转换（PDC）在钛扩散波导中的周期性极化的锂离子电池。域光栅-由交错的双周期结构组成-被设计为提供两个PDC过程的同时相位匹配，并且能够直接产生亮度为$B=7\times10^3$对/（s mW GHz）的非简并偏振纠缠光子对。光子对的空间分离是通过光纤多路复用器实现的，这有助于整个源的高度紧凑性。可以证明超过95%的振动和违反贝尔不等式与$S=2.57\pm0.06$。
2013-07-30 physics.optics quant-ph
Nonlinear characterisation of a silicon integrated Bragg waveguide filter
在自发四波混频（FWM）光子源中，布拉格波导是一种很有前途的用于泵浦抑制的光学滤波器。在这项工作中，我们调查的过滤器本身不需要的光子对的产生。我们这样做，利用自发和经典的四波混频，这使得精确的非线性响应的设备的特性之间的关系。从经典的测量估计的对生成率与计算的理论值相比，通过一个完整的量子模型的过滤器，这也允许调查所产生的对的光谱特性。我们发现一个很好的理论和实验之间的协议，确认受激FWM是一个有价值的方法来消除集成滤波器的非线性响应，并在布拉格波导中产生的对是不是一个严重的问题，一个完全集成的非经典源的操作。
2018-02-15 physics.optics quant-ph
Integrated photonic quantum gates for polarization qubits
集成光子电路在量子信息处理方面具有很强的潜力。事实上，通过集成器件操纵光的量子态的能力可能为量子力学的基础测试和新的技术应用开辟新的前景。然而，处理偏振编码量子比特的技术，最常用的方法，在量子光学电路中仍然缺失。在这里，我们展示了第一个集成的光子控制非（CNOT）门偏振编码量子比特。这一结果已使集成，基于飞秒激光波导写入，部分偏振分束器的玻璃芯片上。我们描述了量子门的逻辑真值表，证明了它对预期的高度保真度。此外，我们展示了这种门的能力，可分离的状态转换成纠缠的，反之亦然。最后，充分利用我们的设备的可访问性，通过量子过程层析成像进行CNOT门的完整表征。
2011-05-07 physics.optics quant-ph
Integrated RF-photonic Filters via Photonic-Phononic Emit-Receive Operations
高性能窄带滤波器的产生对于许多RF信号处理应用具有极大的兴趣。为此，已经证明了用于电子、基于MEMS和微波光子滤波器的许多方案。基于微波光子系统的滤波方案提供了比传统RF滤波器更好的灵活性和可调谐性。然而，这些基于光学的滤波器通常限于GHz宽度，并且通常具有较大的RF插入损耗，这对集成到高保真射频电路构成了挑战。在这篇文章中，我们展示了一种新型的微波滤波器，它结合了微波光子滤波器的吸引人的功能与高Q声子信号处理，使用光子-声子发射-接收过程。通过该过程，在引导光波上编码的RF信号被转换到GHz频率声波上，其中在被重新编码到空间上分离的光学探头上之前，可以通过声学传递函数的成形对其进行滤波。这种发射-接收功能在集成硅波导中实现，产生MHz带宽带通滤波，同时支持微波光子链路中高动态范围所需的低RF插入损耗。我们还展示了创纪录的高内部效率的发射-接收操作的这种类型，并表明，发射-接收操作是唯一适合于创建串行滤波器组的保真度损失最小。这种光子-声子发射器-接收器代表了一种在集成全硅器件中进行低失真信号处理的新方法。
2017-11-17 physics.app-ph physics.optics
Metasurface-Integrated Polarization-Insensitive LCoS for Projection Displays
本文提出一种集成双层超表面的LCoS原型，通过偏振转换与电调谐光栅实现可见光偏振不敏感的高对比度振幅调制，并展示64像素可寻址投影，提升能效并兼容现有工艺。
2024-11-07 physics.app-ph physics.optics
Regrowth-free AlGaInAs MQW polarization controller integrated with sidewall grating DFB laser
报道了一种AlGaInAs多量子阱集成偏振控制光源，该光源由偏振模转换器PMC、差分移相器（DPS）和侧壁光栅分布反馈DFB激光器组成。我们展示了一个不对称的阶梯高度脊波导PMC实现TE到TM偏振转换和一个对称的直波导DPS，使偏振旋转从近似逆时针圆偏振到线偏振。基于相同的外延层方案，所有的PMC，DPS，和DFB激光器可以集成单片仅使用一个步骤的金属有机气相外延和两个步骤的III-V材料干蚀刻。对于DFB-PMC器件，在1555 nm波长下，在宽范围的DFB注入电流上具有98%的高TE到TM偏振转换效率。对于DFB-PMC-DPS器件，在IDFB为170 mA时，在0 V至-4.0 V的偏置电压范围内，在庞加莱球上获得斯托克斯矢量的60度旋转。
2022-11-07 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Single-photon polarization tomography with an integrated metal-superconductor nanowire array
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
研究基于集成金属 - 超导纳米线阵列实现单光子偏振层析成像，通过共制造不同形状纳米线实现偏振选择性，排列成四像素阵列进行连续偏振态层析成像，保真度超98%，为可扩展探测器阵列开辟新途径。
2026-07-08 physics.optics quant-ph
Ultrahigh Dynamic Range and Low Noise Figure Programmable Integrated Microwave Photonic Filter
微波光子学（MWP）在最近的过去已经采用了许多重要的概念和技术，包括光子集成、通用可编程性以及用于增强关键射频性能指标（诸如噪声系数和动态范围）的技术。然而，迄今为止，这些方面还没有在单个电路中同时实现。在这里，我们首次展示了一种多功能集成微波光子电路，该电路可实现片上可编程滤波功能，同时实现了>120 dB.Hz动态范围和15 dB噪声系数的创纪录高关键射频指标，这是以前无法达到的。我们解锁这个独特的功能，通过多功能的复杂频谱剪裁使用一个全集成的调制Transformer和双注入环形谐振器作为多功能光学滤波组件。这项工作打破了传统的集成，功能和性能的分散方法，目前阻止了在实际应用中采用集成的MWP系统。
2022-03-08 physics.app-ph physics.optics
Compact Dual-Polarization Silicon Integrated Couplers for Multicore Fibers
紧凑型光纤到芯片耦合器在光互连中发挥着重要作用，特别是在数据中心。然而，耦合器的发展主要限于标准单模光纤，很少有与多芯和多模光纤兼容的器件。通过使用最先进的优化算法，我们设计了一款紧凑型双偏振耦合器，用于连接芯片和密集多芯光纤，首次实现了与所有纤芯的两种偏振的耦合，测得的耦合效率为$-$ 4.3 dB，3 dB带宽为48 nm。该双偏振耦合器的每个芯具有200个$μm^2$的基底面，这使其成为在标准绝缘体上硅平台上实验证明的最小的光纤到芯片耦合器。
2021-10-08 physics.app-ph physics.optics
On-chip polarization rotator for type I second harmonic generation
我们展示了一个偏振旋转器集成在GaAs波导的输出产生I型二次谐波（SHG）。在2.0 $μ$ m波长附近的泵浦基横电（TE）模和信号基横磁（TM）模之间的形状双折射相位匹配有效地产生1.0 $μ$ m波长的光。SiN波导层与SHG器件集成以形成多功能光子集成电路。偏振旋转器耦合两层之间的光，并将偏振从TM旋转到TE或从TE旋转到TM。用TE偏振的2.0 $μ$ m泵浦，I型SHG被证明与TE偏振旋转的信号。在1.0 $μ$ m波长附近的无源传输在~100 nm的宽带宽上显示出~ 80%的偏振旋转。通过旋转信号偏振匹配的泵，这种SHG设备演示了一个集成的自参考倍频程跨越频率梳的关键组成部分。该设备预计将提供关键的功能，作为一个完全集成的光学频率合成器的一部分，分辨率小于一部分在10 $^{14}$。
2019-07-31 physics.app-ph physics.optics
Linearized Integrated Microwave Photonic Circuit for Filtering and Phase Shifting
光子集成、高级功能、可重构性和高RF性能是集成微波光子系统中仍然难以同时实现的关键特征。在这项工作中，我们展示了一个集成的微波光子电路，可以重新配置为两个不同的RF功能，即，可调谐陷波滤波器和移相器。我们实现了$>$ 50 dB高消光陷波滤波器在6-16 GHz和2 $π$连续可调相移在12-20 GHz的频率。与此同时，我们实现了片内线性化技术，使两种功能的无杂散动态范围均超过120 $\rm{dB}\cdot \rm{Hz}^{4/5}$。我们的工作在一个光子集成电路中结合了多功能和线性化，为具有非常高性能的可重构RF光子前端铺平了道路。
2023-02-26 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Photonic RF and microwave reconfigurable filters and true time delays based on an integrated optical Kerr frequency comb source
我们展示了先进的横向射频（RF）和微波功能的基础上产生的集成微环谐振器的克尔光梳源。我们实现了极高的性能，光学真时间延迟，旨在可调相控阵天线的应用，以及可重构的微波光子滤波器。我们的结果与理论相符。我们表明，我们的真实时间延迟将产生一个相控阵天线的功能，包括高角分辨率和宽范围的波束转向角，而微波光子滤波器具有高Q值因子，宽带可调谐性，和高度可重构的滤波形状。这些结果表明，我们的方法是一个有竞争力的解决方案，实现可重构，高性能和潜在的低成本的射频和微波
2018-01-31 physics.app-ph physics.optics
A Radio Frequency Channelizer based on Cascaded Integrated Micro-ring Resonator Optical Comb Sources and Filters
报道了一种基于集成光频克尔微梳源的宽带射频信道化器，其射频信道化带宽为90 GHz，射频频谱切片分辨率为1.04 GHz，并通过实验验证了其射频性能可达19 GHz。这种实现RF信道器的方法为微波信号检测的广泛应用提供了降低的复杂性、尺寸和潜在成本。
2018-04-24 physics.app-ph physics.optics
Vignetted-aperture correction for spectral cameras with integrated thin-film Fabry-Pérot filters
集成了薄膜Fabry-Pérot滤波器的光谱相机在许多应用中变得越来越重要。这些应用通常需要检测特定波长的光谱特征或量化光谱中的微小变化。这可能是具有挑战性的，因为薄膜滤光器对光的入射角敏感。在以前的工作中，我们建模和校正的入射角的分布为一个理想的有限孔径。然而，许多真实的镜头经历渐晕。因此，在这篇文章中，我们将我们的模型推广到更常见的渐晕孔径的情况下，它改变了入射角的分布。我们提出了一种实用的方法来估计模型参数和校正测量光谱中不希望的位移。这是实验验证的镜头安装在可见光到近红外光谱相机。
2019-05-14 eess.IV physics.optics
Monolithic integration of broadband optical isolators for polarization-diverse silicon photonics
集成光隔离器一直是光子集成电路（PIC）的一个长期挑战。一个理想的PIC集成光隔离器应该是由单片工艺制成，具有小的足迹，表现出宽带和偏振多样性的操作，并与多种材料平台兼容。尽管取得了重大进展，但迄今为止报道的光隔离器并不能满足所有这些要求。在这篇文章中，我们提出了单片集成的宽带磁光隔离器的硅和氮化硅（SiN）平台上的TE和TM模式操作具有创纪录的高性能，满足PIC应用的所有基本特性。特别是，我们展示了完全TE宽带隔离器，通过沉积高品质的磁光石榴石薄膜的侧壁上的Si和SiN波导，TE偏振片上激光器和放大器的应用程序的关键结果。这项工作演示了单片集成的高性能光隔离器的偏振多样性硅光子系统的芯片，使新的途径，赋予非互易光子功能的各种集成的光子器件。
2019-01-25 physics.app-ph physics.optics
Integrated bright source of polarization-entangled photons using lithium niobate photonic chips
本研究在薄膜铌酸锂（TFLN）集成光子芯片上利用连续波泵浦，首次实现了高亮度偏振纠缠贝尔态源，其片上亮度达508.5 MHz/mW，超越硅光子学等平台，且生成的纠缠光子对纯度、并发度和保真度均高，为量子通信与光子量子技术提供了紧凑高效的器件方案。
2025-06-30 physics.optics quant-ph
