Monolithic Ultrahigh-Q Lithium Niobate Microring Resonator
Mian Zhang, Cheng Wang, Rebecca Cheng, Amirhassan Shams-Ansari, Marko Loncar
我们展示了一个超低损耗的单片集成锂酸盐光子平台，包括干蚀刻的亚波长波导。我们展示了品质因数为10 $^7$的微波谐振器和传播损耗低至2.7 dB/m的波导。
We demonstrate an ultralow loss monolithic integrated lithium niobate photonic platform consisting of dry-etched subwavelength waveguides. We show microring resonators with a quality factor of 10$^7$ and waveguides with propagation loss as low as 2.7 dB/m.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Electrically driven compact hybrid lithium niobate microring laser
本文通过将980 nm激光二极管与掺Er3+铌酸锂微环对接耦合，实现电驱动紧凑型1531 nm单模激光器，具有低阈值、窄线宽和应用潜力。
Mitigating photorefractive effect in thin-filmlithium niobate microring resonators
锂离子电池薄膜由于其低的光学损耗、良好的光学非线性和电光特性而成为一种极具吸引力的集成光子学平台。然而，在应用中，如二次谐波产生，频率梳产生，和微波到光学转换，器件的性能受到强烈阻碍的薄膜中固有的光折变效应。本文研究了锂离子微腔的介质包层对光折变效应的影响。通过去除介质包层，可以有效地减轻锂离子环形谐振腔中的光折变效应。我们的工作提供了一种可靠的方法来控制薄膜锂的光折变效应，并将进一步提高基于薄膜锂的集成经典和量子光子器件的性能。
Tunable large free spectral range microring resonators in lithium niobate on insulator
微波谐振器是用于滤波、传感和非线性应用的关键光子器件。迄今为止，LNOI中高性能微腔谐振器的发展受到所制造脊形波导的侧壁角度、粗糙度和蚀刻深度的限制。我们提出了大自由光谱范围的微波谐振器图案通过电子束光刻在高折射率对比度$Z$切割LNOI。我们的微波谐振器实现了大于5 nm的FSR为30 $μ$ m的环半径和大的3 dB谐振带宽。我们证明了3 pm/V的电光调谐的70 $μ$ m半径的环。这项工作将使有效的片上滤波LNOI和未来，更复杂的，微谐振器网络和非线性场增强应用。
Optical parametric generation in a lithium niobate microring with modal phase matching
锂离子酸盐集成光子平台最近在芯片级的非线性光学中显示出巨大的前景。在这里，我们报告的二次谐波产生的高Q值锂硼酸盐微谐振器通过模式相位匹配，转换效率为1,500%W $^{-1}$。我们的设备还允许我们观察电信频段的差频产生。我们的工作证明了锂离子酸盐集成平台在高效率非线性波长转换方面的巨大潜力。
Lithium niobate microring with ultra-high Q factor above 10^8
我们证明了超高Q值的微波谐振器接近本征材料的吸收限制锂的绝缘体上的钛酸盐。微环是在未经离子切割和离子刻蚀的纯锂（LN）薄膜晶片上通过化学机械刻蚀而制备的。由于微环的超光滑界面和不存在离子诱导的晶格损伤，在1550 nm波长处实现了高达10次8次方的创纪录高Q因子，表明波导传播损耗约为0.28 dB/m。超高Q值微环将为集成量子光源、频率梳产生和非线性光学过程的研究铺平道路。
Electro-optically tunable microring resonators in lithium niobate
光学微谐振器近年来在光子学领域引起了越来越多的关注。它们的应用范围从量子电动力学到光学电信系统的传感器和滤波设备，它们可能成为一个重要的组成部分。在谐振器中集成非线性和电光特性代表了一个非常刺激的挑战，因为它将包含新的和更先进的功能。锂离子电池是一种优秀的候选材料，是电光和非线性光学应用的既定选择。在这里，我们报告的第一个实现的光学微型谐振器在亚微米薄膜的锂离子。高折射率对比度薄膜是用改进的晶体离子切片和键合技术，使用苯并环丁烯。环具有半径R=100 μ m，并且它们的透射光谱已经使用电光效应进行了调谐。这些结果为锂酸盐在芯片级集成光学器件和非线性光学微腔中的应用开辟了新的前景。
An electro-optically tunable microring laser monolithically integrated on lithium niobate on insulator
我们展示了一个电光（EO）可调谐的微型激光器的单片集成在绝缘体上的锂氧化物（LNOI）平台。该器件采用光刻辅助化学机械刻蚀（PLACE）方法制作，泵浦激光器通过安装在掺铒铌酸锂微晶体上的非掺杂铌酸锂波导与掺铒铌酸锂微晶体激光器倏逝耦合。在1542 nm波长处测得LN微腔的品质因数高达1.54 × 10 ~ 5。使用980 nm连续波泵浦激光器，在低于3.5 mW的泵浦功率阈值下可以观察到激光作用。最后，通过改变微电极上的电压实现了激光波长的调谐，所述微电极制造在微波导附近，示出了0.33 pm/V的EO系数。
Intrinsic polarization conversion and avoided-mode crossing in X-cut lithium niobate microrings
本研究发现X切铌酸锂微环中存在由波导双折射导致的本征偏振转换及模式反交叉现象，提出二维模拟方法规避三维计算难题，为偏振器件设计和光子集成模拟提供新途径。
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。
Magnetic-free optical mode degeneracy lifting in lithium niobate microring resonators
本文通过直接解除微环谐振器中正反向模式简并度实现无磁场的光非互易性，利用声光耦合产生差异性AC斯图尔特移位，无需模间转换或复杂光子结构，实现动态非互易响应控制。
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。
Nanophotonic Lithium Niobate Electro-optic Modulators
现代通信网络需要将电信号高速转换为光信号的高性能和可扩展电光调制器。现有的碳酸锂调制器具有优异的性能，但体积庞大且难以按比例放大。在这里，我们展示了可扩展的和高性能的纳米光子电光调制器的单晶钛酸锂微谐振器和微型马赫-曾德尔干涉仪。我们展示了一个半波电光调制效率为1.8V $\cdot$ cm和数据速率高达40 Gbps。
Simultaneous generation of Raman-assisted Soliton Microcombs and Tunable Multi-chromatic Raman Microlasers in Single Monolithic Thin-film Lithium Niobate Microrings
本研究在单片体薄膜锂铌酸盐微环中同时生成拉曼增强的孤子微梳和可调多色拉曼微激光器，实现了高效宽带相干光源。
Photonic time-delayed reservoir computing based on lithium niobate microring resonators
提出基于铌酸锂微环谐振器阵列的光子时延储备池计算方案，利用热光非线性与光折变效应，在极低输入能量下实现高记忆容量与卓越性能，并设计了基于波分复用的多任务并行计算方案。
On-chip erbium-doped lithium niobate microring lasers
绝缘体上叠层锂（LNOI）由于其优异的非线性、电光等物理性能，被认为是光学集成的重要候选平台，已成为研究热点。光源作为集成光学系统的重要组成部分，其需求量越来越大.本文报道了利用电子束光刻和电感耦合等离子体反应离子刻蚀工艺，实现了基于掺铒LNOI环形腔的1550 nm波段片上LNOI微激光器，其负载品质因数大于100万。在980 nm波段连续激光泵浦下，这些微激光器表现出约20 μW的低泵浦阈值和稳定的性能。在高泵浦功率下，观察到了1510 ~ 1580 nm的梳状激光谱，为在掺稀土离子的LNOI平台上实现脉冲激光和频率梳奠定了基础。该工作有效地推动了片上集成有源LNOI器件的发展。
Photonic Crystal Microring Resonators on a Hybrid Silicon Nitride-on-Lithium Niobate Platform
首次在混合氮化硅-铌酸锂绝缘体平台上展示高质量光子晶体谐振器，利用电光效应实现电压驱动的灵活频率转换，并精确控制模式分裂。
High-Q Lithium Niobate Microring Resonator with Electro-Optically Reconfigurable Coupling Strength
该研究展示了一种高 Q 值锂铌酸盐微环谐振器，具备电光可重构耦合强度，实现了高 Q 因子、单模纯度和全范围耦合可重构性，适用于自适应微波光子学和量子光子网络。
Ultra-high Q lithium niobate microring monolithically fabricated by photolithography assisted chemo-mechanical etching
本文通过优化光刻辅助化学机械刻蚀工艺，实现与总线波导单片集成的超高Q值铌酸锂微环，间隙仅3.8微米，经高温退火后本征Q值达4.04×10^7，传播损耗低于1 dB/m，较以往最佳结果提升约3倍。
Monolithically integrated waveguide-coupled single-frequency microlaser on erbium-doped thin film lithium niobate
采用光刻辅助化学机械腐蚀（PLACE）技术，在掺铒薄膜钛酸锂（Er：TFLN）上实现了单片波导耦合微腔激光器。我们展示了一个集成的单频微波激光器工作在1531 nm波长附近。PLACE技术使集成Er：TFLN光子学具有低传播损耗，因此可以用于实现单片芯片微激光器的低成本大规模生产，其应用范围从光通信和光子集成电路（PIC）到精密计量和大规模传感。
Naturally Phase Matched Lithium Niobate Nanocircuits for Integrated Nonlinear Photonics
具有强非线性的高复杂性、密集集成的纳米光子电路对于经典光学和量子光学中的广泛应用是期望的。在这项工作中，我们研究自然相位匹配通过模式工程的锂酸盐（LN）波导和微谐振器片上的二次谐波产生（SHG）。通过仔细设计的几何色散，我们观察到一个$26\%~W^{-1}cm^{-2}$规范化的效率，在亚微米横模限制波导中的倍频。在相似的截面尺寸下，我们证明了相位匹配的倍频在一个微波谐振器上的输出耦合的二次谐波功率的10倍增强。我们的平台能够利用最强的光学非线性和电光效应在LN片上与不受限制的平面电路布局。它为具有低损耗和高非线性的高效光子器件的密集和可扩展集成提供了机会。
Offset Dual Microcombs in a Single Microresonator: Kerr-Raman Interleaved Combs
本文首次在单个薄膜铌酸锂微环中，利用受激拉曼散射桥接两个模式族，在单一连续波激光泵浦下产生双光频梳，实现了低相位噪声和宽光谱覆盖，为片上集成双光频梳提供了稳健路径。
A single-frequency single-resonator laser on erbium-doped lithium niobate on insulator
本文通过在单个多模Er:LNOI微环中引入模式相关损耗和增益竞争，实现了单频单模激光输出，输出功率2.1微瓦、边模抑制35.5 dB、线宽1.27 MHz。
Second-harmonic generation with a 440,000% W-1 conversion efficiency in a lithium niobate microcavity without periodic poling
该研究在反极化双层X切薄膜铌酸锂上制备本征品质因子超9.4×10^5的滑轮波导耦合微环谐振器，无需周期性极化即可实现媲美PPLN微腔的440000% W⁻¹二次谐波转换效率，降低了高效非线性频率转换对难制备的PPLN微腔的依赖。
Tunable single-mode laser on thin film lithium niobate
绝缘体上掺铒锂氧化物激光器（LNOI）在完整的光子集成电路（PIC）中起着重要的作用。在这里，我们展示了一个集成的可调谐耳语厨房单模激光器（WGSML），利用一对耦合的微盘和microwave的LNOI。974 nm单模泵浦光在所设计的微盘中可以产生良好的谐振，有利于产生耳语廊模激光。在1560.40 nm处获得了最大边模抑制比为31.4 dB的WGSML。通过调节温度，WGSMLs的输出功率得到提高，中心波长可从1560.30 nm变化到1560.40 nm。通过改变微盘与微片之间的耦合间隙宽度，获得了1560.60 nm和1565.00 nm波长的WGSMLs。在进一步的研究中，我们还可以利用LNOI的电光效应来获得更精确的可调WGSMLs。
Broadband highly efficient nonlinear optical processes in on-chip integrated lithium niobate microdisk resonators of Q-factor above 10^8
我们展示了宽带高效的光学非线性过程中的片上集成的锂（LN）微盘谐振器。采用飞秒激光写入和化学机械抛光方法制备的微谐振器的Q值稳定在10^8以上，接近LN的本征材料吸收极限。利用毫米级X切LN微盘的自然准相位匹配和密集的光谱模式，在不引入畴反转的情况下，在同一个LN微盘中观察到了宽带非线性过程，包括光学参量振荡（OPO）、二次谐波（SHG）、三次谐波和四次谐波。OPO阈值和倍频绝对转换效率分别为19.6微瓦和66%，均超过目前片上LN微谐振器的最高水平。超高Q LN微盘谐振器实现的宽带和高效的非线性频率转换有望实现频率转换器和纠缠光子源等非线性光子器件的高密度集成。
Wafer-scale low-loss lithium niobate photonic integrated circuits
薄膜铌酸锂（LN）光子集成电路（PIC）可以在电光和非线性光学器件中实现超高性能。迄今为止，实现仅限于芯片级概念验证。在这里，我们展示了单片LN PIC制作在4英寸和6英寸的晶圆深紫外光刻和显示平滑和均匀的蚀刻，实现0.27 dB/cm的光传播损耗的晶圆级。我们的研究结果表明，LN PIC从根本上是可扩展的，可以是高度成本效益。
In-situ optical vector analysis based on integrated lithium niobate single-sideband modulators
本研究针对传统光矢量分析系统体积大、集成光子器件片上表征受耦合损耗干扰的问题，基于薄膜铌酸锂单边带调制器研制小型化原位OVA系统，实现高分辨率宽带测量，可精准表征集成光子器件特性，应用前景广阔。
High-Q Lithium Niobate Microcavities and Their Applications
铌酸锂（LN）是一种优良的非线性光学和电光材料，在经典非线性光学、光纤通信和量子光子学中有着广泛的应用。在这里，我们回顾了最近的发展，薄膜LN技术，使LN光子器件和微腔的小型化与小品质因数。我们讨论了LN器件的设计原理，利用最大的非线性系数，各种设备的制造方法和由此产生的设备性能，以及LN微腔的当前和潜在的应用。
Simultaneous Type-0 and Type-I Optical Parametric Oscillation in Submicron Poled Thin-Film Lithium Niobate
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。
High-efficiency second-harmonic and sum-frequency generation in a silicon nitride microring integrated with few-layer GaSe
氮化硅（SiN）光子学平台具有超低的线性和非线性传输损耗以及CMOS兼容的制造工艺，有望实现大规模多功能光子电路。然而，SiN的中心对称性质抑制了其光子学平台中的二阶非线性光学响应，这对于开发高效的非线性有源器件是期望的。在这里，我们展示了高效率的二阶非线性过程中的SiN光子学平台上集成了几层GaSe薄片的SiN微谐振器。利用GaSe的二阶非线性极化率、共振增强的GaSe-光相互作用以及模式工程满足的相位匹配条件，在微瓦级连续激光泵浦下，实现了二次谐波和频转换，转换效率分别为849%/W和123%/W。与易于集成相结合，GaSe辅助的高效二阶非线性过程提供了一种新的途径，以丰富SiN光子学平台在非线性光学中已经很强的功能。
An integrated lithium-niobate electro-optic platform for spectrally tailored dual-comb spectroscopy
芯片上的高分辨率宽光谱带宽光谱仪将为气相分子指纹识别创造新的机会，特别是在环境传感方面。分辨率高到足以在大气压下观察跃迁，同时灵敏地检测多个原子或分子是关键的挑战。在这里，基于电光微镜的双梳干涉仪，在低损耗的锂-绝缘体上的纳米光子平台上制造，展示了朝着这一成就的重大进展。光谱跨越1.6太赫兹（53厘米-1），分辨率为10 GHz（0.33厘米-1），在一个单一的测量，而不需要频率扫描或移动部件。该系统的频率捷变使得能够进行频谱定制的多路复用感测，这允许询问非相邻的频谱区域，在此间隔6.6 THz（220 cm-1），而不损害信噪比。
Systematic Investigation of Millimeter-Wave Optic Modulation Performance in Thin-Film Lithium Niobate
毫米波（mmWave）频带（30 - 300 GHz）是用于无线通信、短程雷达和传感器应用的新兴频谱范围。毫米波光调制器能够有效地将毫米波信号转换到光域，是毫米波信号通过光网络进行长距离传输的关键部件。然而，在这些频率下，调制性能对传输线损耗以及速度和阻抗匹配条件高度敏感，而这些参数的精确测量和建模通常是重要的。在这里，我们提出了一个系统的研究毫米波光调制性能的薄膜锂离子电池调制器，通过理论建模，电气验证和电光测量频率高达325 GHz。基于我们的实验验证的模型，我们证明了薄膜锂硼酸盐毫米波光调制器与测量的3-dB电光带宽为170 GHz和6-dB带宽为295 GHz。该器件还显示出在250 GHz的调制频率下测得的7.3 V的低RF半波电压。这项工作为毫米波光学调制器的设计和表征提供了全面的指导方针，并为未来用于超5G通信和雷达应用的集成毫米波光子系统铺平了道路。
Acoustically control of integrated optical microrings: from photonic molecule to Mobius strip
本研究通过声学控制实现微环谐振器的拓扑结构变换，展示了从光子分子到莫比乌斯环的转变，实现了强耦合和高反射率的光子器件控制。
Ultralow-threshold thin-film lithium niobate optical parametric oscillator
具有强$χ^{(2)}$光学非线性的材料，特别是锂酸盐，在构建光学参量振荡器（OPO）中起着关键作用。然而，低损耗$χ^{(2)}$材料的芯片级集成仍然具有挑战性，并且限制了片上$χ^{(2)}$ OPO的阈值功率。本文报道了第一个采用准相位匹配的高质量微波谐振器的片上锂酸盐光参量振荡器，其阈值功率（$\sim$ 30 $μ$ W）比以前的$χ^{(2)}$集成光子学平台低400倍。在泵浦功率为93 $μ$ W时，获得了11%的片上功率转换效率。OPO波长调谐是通过改变泵浦频率和芯片温度来实现的。薄膜锂氧化物OPO是迄今为止所有片上OPO中功率阈值最低的，具有转换效率高、准相位匹配灵活、器件可扩展等优点，为基于芯片的可调谐经典和量子光源提供了新的机会，为实现光子神经网络提供了一个潜在的平台。
Pockels-effect-based adiabatic frequency conversion in ultrahigh-$Q$ microresonators
绝热频率转换相对于非线性频率转换具有一些关键优势。不需要满足阈值和相位匹配条件。此外，它表现出$100\,\%$的转换效率下降到单光子水平。绝热频率转换方案的微谐振器中表现出迄今遭受低品质因数的谐振器导致短的光子寿命或小的频率偏移。在这里，我们提出了一个绝热频率转换（AFC）方案，采用普克尔斯效应。我们使用了一个非中心对称的双金属- $Q$微谐振器，由锂离子电池制成。通过将$20\,$ V施加到$70$微米厚的晶体上，可以实现超过$5\,$ GHz的频移。此外，我们证明，已经与相同的设置积极和消极的频率啁啾可以产生。利用这种方法，通过控制施加到晶体上的电压，可以实现几乎任意的频率偏移。锂基器件的片上制造的一般进展使得将当前装置转移到适合于大规模生产的芯片上成为可行。
Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的可编程腔增强量子存储器，实现了高效的电信频段存储与快速光谱控制，展示了高对比度原子频梳的制备及量子纠缠验证。
Ultra High-Q tunable microring resonators enabled by slow light
研究通过在掺铒薄膜铌酸锂微环谐振器中利用光谱烧孔产生慢光效应，实现超过$10^8$的超高Q因子，并借助电光调谐动态控制Fano线型，同时提出新理论模型解释了强光驱动下线宽显著变窄的现象。
Improving Linewidth and Extinction Ratio Performances of Lithium Niobate Ring Modulator Using Ring-pair Structure
针对薄膜铌酸锂微环调制器线宽与消光比受限问题，提出环对结构，实现22 GHz线宽和超过30 dB消光比。
Programmable and nonvolatile computing with composition tuning in thin film lithium niobate
本研究通过电化学锂化在超薄铌酸锂薄膜中实现非易失性光子计算，利用成分调节进行矩阵-向量乘法，验证了低损耗和高精度的图像处理方法。
Programmable multifunctional integrated microwave photonic circuit on thin-film lithium niobate
针对微波光子链路集成化、高性能和多功能的挑战，首次基于薄膜铌酸锂强度调制器和可编程级联微环谐振器实现可调谐陷波滤波器，兼具高集成度等多性能优势与双频段滤波、干扰抑制功能，推动相关系统实用化。
Ultra-low loss integrated visible photonics using thin-film lithium niobate
集成光子学是一个强大的平台，可以提高光学系统的性能和稳定性，同时为基于自由空间光学的实现提供低成本、小尺寸和可扩展的替代方案。虽然在电信波长的低损耗集成光子学平台的开发方面取得了很大进展，但可见光波长范围受到的关注较少。然而，许多应用利用可见光或近可见光，包括在光学成像、光遗传学和量子科学和技术中的应用。在这里，我们展示了一个超低损耗的集成可见光光子学平台的基础上的薄膜锂在绝缘体上。我们的波导具有6 dB/m的超低传播损耗，而我们的微波谐振器具有1100万的固有品质因数，两者都是在637 nm波长下测量的。此外，我们展示了一个片上可见光强度调制器的电光带宽为10 GHz，所使用的检测器的限制。在这项工作中展示的超低损耗器件，以及锂的二阶和三阶非线性，开辟了新的机会，创造新的被动和主动设备的频率计量和量子信息处理在可见光谱范围内。
Integrated LNOI single-mode lasers by Vernier effect
基于绝缘体上掺铒锂氧化物（LNOI）的微腔激光器是实现LNOI集成光子学的关键器件，近年来受到广泛关注。在这封信中，我们报告了在980 nm连续激光的泵浦下，在两个不同半径的耦合掺铒LNOI微环中利用游标效应实现C波段单模激光。该激光器在大泵浦功率范围内稳定工作，泵浦阈值约为200 μW，边模抑制比超过26dB。高性能的LNOI单模激光器将推动锂酸盐集成光子学的发展。
High-bandwidth CMOS-voltage-level electro-optic modulation of 780 nm light in thin-film lithium niobate
在可见-近红外（VNIR）波长下工作的集成光子学为推进用于寻址原子钟、传感器和量子计算机的光学系统提供了可扩展的平台。自由空间控制光学器件的复杂性导致原子和离子的可寻址性有限，这仍然是可扩展性和成本的障碍。马赫-曾德尔干涉仪网络可以通过提供对多个输出光束的高带宽电光控制来克服寻址原子的挑战。在这里，我们展示了一个VNIR马赫-曾德尔干涉仪的蓝宝石上的锂钛酸盐与CMOS电压电平兼容的全摆幅电压为4.2 V和电光带宽为2.7 GHz的占用只有0.35 mm $^2$。我们的波导表现出1.6 dB/cm的传播损耗和我们的微波谐振器具有4.4 $\times$ 10 $^5$的固有品质因数。这种用于VNIR集成光子学的专用平台可以为以高精度和可忽略的串扰寻址大型量子位阵列开辟新途径。
Electrically pumped ultra-efficient quantum frequency conversion on thin film lithium niobate chip
本研究在薄膜铌酸锂平台上实现首个连接通信与可见波段的电泵浦混合集成量子频率转换芯片，以极低泵浦功率实现较高片上量子效率，助力量子网络与芯片级量子光学系统发展。
Real-time Electrical Tuning of an Optical Spring on a Monolithically Integrated Ultrahigh Q Lithium Nibote Microresonator
腔光力学是研究光与物质的力学性质之间相互作用的一门学科，它引发了从腔量子电动力学、无标记单分子探测到声子激光器产生等一系列突破性的研究。采用飞秒激光直写结合化学机械抛光技术，研制了一种质量因子为Q~10^7的面内微电极集成的锂离子微谐振器.在空气中观察到相干再生光机械振荡，其有效机械质量（Qm）因子高达2.86*10^8。我们演示了光机械频率的实时电调谐，机电调谐效率约为-134 kHz/100 V。
Uncooled low-noise thin-film optomechanical resonator for thermal sensing on lithium niobate
该研究开发了一种基于薄膜铌酸锂的紧凑光学机械共振器，实现高灵敏度热感应与无冷却红外检测。
Ultrahigh-efficiency second-harmonic generation in nanophotonic PPLN waveguides
周期性极化铌酸锂（PPLN）波导是高效波长转换的强大平台。然而，由于有限的非线性相互作用强度，传统的PPLN转换器通常需要长的器件长度和高泵浦功率。在这里，我们使用纳米结构的PPLN波导，以证明一个2600%/W-cm $^2$的二次谐波产生的1.5- $μ$ m的辐射，超过20倍，高于国家的最先进的扩散波导的效率。这是通过在4 $μ$ m的一阶极化周期下的亚波长光学限制和高保真周期性极化的组合来实现的。我们的高度集成PPLN波导是有前途的经典和量子光子系统的未来芯片级集成。
Multi-channel high-speed flip-chip packaging platform for thin-film lithium niobate photonic circuits
提出一种倒装芯片封装平台，同时提供13个高速和32个低速电信号至薄膜铌酸锂芯片，实现低损耗、低串扰的50 GHz带宽，并演示了2x8光开关和电光梳发射器。
Control of spontaneous emission dynamics in microcavities with chiral exceptional surfaces
我们研究了位于具有手征例外点的微谐振腔模体积内的量子发射体的自发发射。我们表明，这种配置提供了足够的自由度，表现出完全的控制，无论是增强或抑制的排放过程。特别是，我们证明，珀塞尔因子可以增强的两倍，超出其值在一个相同的microbial在一个恶魔点操作。我们的结论，这是来自使用非厄米哈密顿形式主义，证实了采用全波模拟现实的光子结构和材料。我们的研究结果提供了一个简单的路线，以提高单光子源的性能，使用当前的光子学技术，而不需要建立光学谐振腔的品质因数或纳米级的体积。
High-efficiency integrated laser on erbium-doped lithium niobate-on-insulator
本文提出一种集成掺铒LNOI激光器，结合高掺铒LN、大直径微环谐振器和双向泵浦，在1562 nm实现16.91%斜率效率，首次突破LNOI平台10%效率门槛。
Compact lithium niobate photonic integrated circuits
铌酸锂（LN）是一种很有前途的复杂光电子电路材料，在通信、传感、量子光学和计算等领域有着广泛的应用。随着绝缘体上部分蚀刻LN（LNOI）波导的发展，LN向紧凑型光子集成电路（PIC）迈进了一大步。然而，由于波导的部分边缘性质，未来的高紧凑型PIC的集成密度仍然有限。在这里，我们展示了一个完全蚀刻的LN PIC平台，第一次，同时实现超低的传播损耗和紧凑的电路尺寸。具有光滑侧壁的紧密限制的完全蚀刻LN波导允许我们将弯曲半径降低到20 $μ$ m（对应于1 THz FSR）。我们已经实现了紧凑的高$Q$微波谐振器与$Q/V$的7.1 $\times$ 10 $^{4}$ $μ$ m $^{-3}$，几乎一个数量级大于以前的演示。我们的LN波导的统计平均传播损耗是8.5 dB/m（对应于平均$Q$ -因子4.9 $\times$ 10 $^{6}$），即使具有40 $μ$ m的小弯曲半径。我们紧凑且超低损耗的LN平台在未来小型化多功能集成系统中显示出巨大的潜力。作为补充证据，以显示我们的平台的实用性，我们展示了孤子微梳的超高重复率为500 GHz的LN。
Material-Anisotropy-Driven Topological Optical Lattices on Thin-Film Lithium Niobate
利用X切薄膜铌酸锂的材料各向异性作为内置角动量耦合器，将回音壁模式转换为拓扑边带晶格，实现可寻址的高维轨道角动量态生成。
Simultaneously generating Brillouin microlaser and second harmonic within a lithium niobate microdisk
本研究在铌酸锂微盘中同时实现二次谐波和布里渊微激光，利用超高品质因子增强非线性效应，为集成多频激光源提供新途径。
Ultra-high-linearity integrated lithium niobate electro-optic modulators
集成微波光子学具有独特的电光特性、低光损耗和良好的可扩展性，是未来芯片级微波光子学系统的一个很有前途的平台。这种系统的一个关键推动因素是高度线性的电光调制器，它可以忠实地将模拟电信号转换为光信号。在这项工作中，我们展示了一个单片集成LN调制器的无杂散动态范围（SFDR）为120.04 dB Hz 4/5在1 GHz，使用环辅助马赫-曾德尔干涉仪配置。LN的固有线性电光响应和优化的线性化策略之间的出色协同作用使我们能够完全抑制三阶互调失真（IMD 3）的立方项，而无需主动反馈控制，从而比薄膜LN平台中的先前结果提高约20 dB。我们的超高线性LN调制器可以成为未来大规模功能微波光子集成电路的核心构建模块，通过进一步与LN平台上提供的低损耗延迟线，可调谐滤波器和移相器等其他高性能组件集成。
Ultrahigh-Q AlGaAs-on-insulator microresonators for integrated nonlinear photonics
砷化铝镓（AlGaAs）和相关的III-V族半导体具有优异的光电性能。它们还具有强的材料非线性以及高折射率。鉴于这些特性，AlGaAs是集成光子学的一个有前途的候选者，包括线性和非线性器件，无源和有源器件以及相关应用。对于集成光子学，低传播损耗是必不可少的，特别是在非线性应用中。然而，实现低损耗和高限制AlGaAs光子集成电路提出了挑战。在这里，我们展示了一个有效的减少表面粗糙度引起的散射损失完全蚀刻的高限制绝缘体上的AlGaAs波导，通过使用异质晶片键合的方法和优化的制造技术。我们展示了超高质量的AlGaAs微谐振器，实现了高达3.52E6的品质因数和高达1.4E4的精细度。我们还显示了超高效的频率梳代在这些谐振器，并实现了创纪录的低阈值功率的顺序为~20 uW和~120 uW的谐振器与1太赫兹和90 GHz的自由光谱范围，分别。我们的研究结果为AlGaAs作为一种专门用于非线性光子学的新型集成材料平台的实现铺平了道路，并为基于芯片的效率要求高的实际应用打开了新的窗口。
Electro-optically tunable second-harmonic generation in lithium niobate metasurfaces boosted by Brillouin zone folding induced bound states in the continuum
本文通过在铌酸锂超表面中策略性调整空气孔位置诱导布里渊区折叠连续域束缚态，实现了高品质因子下的电光可调二次谐波产生，在15 V电压下调制深度超过0.99。
Directly accessing octave-spanning dissipative Kerr soliton frequency combs in an AlN microring resonator
基于光学微谐振器的自参考耗散克尔孤子（DKS）具有小型化、低功耗、宽光谱范围和固有相干性等突出特点，在精密测量、通信、微波光子学和天文光谱仪校准等领域有着广泛的应用。迄今为止，具有~1THz的自由光谱范围（FSR）的倍频程跨越DKS仅在超高Q氮化硅微谐振器中实现，需要精细的波长控制。在这里，我们展示了一个倍频程跨越DKS在氮化铝（AlN）微谐振器与中等负载Q（500,000）和FSR的374 GHz。在设计中，TE 00模和TE 10模几乎是简并的，并且用作泵浦和辅助模。辅助共振的存在平衡了耗散孤子梳形成中的热拖曳效应，关键地简化了具有单个泵浦的DKS生成，并导致宽的单个孤子访问窗口。我们通过绝热泵浦调谐和340 mW的片上功率实验证明了稳定的DKS操作，具有创纪录的单孤子步长（~80 pm）和倍频程跨越带宽（1100 - 2300 nm）。我们的方案还允许直接创建的DKS状态的概率很高，而不需要精心设计的波长或功率计划，以稳定孤子的行为。
Ultrahigh-Efficiency Second Harmonic Generation in a Reverse-Polarization Dual-Layer Crystalline Thin Film Nanophotonic Waveguide
二次谐波产生（SHG）作为最重要的\c{hi}（2）非线性光学过程之一，在各种光学和光子学应用中起着至关重要的作用。设计各种精细的倍频方案实现高效率的倍频已经成为非线性光学领域一个长期而富有挑战性的课题。尽管基于双折射相位匹配和准相位匹配的倍频技术已经取得了许多成功，但到目前为止，用于严格光限制结构中倍频的模式相位匹配（MPM）技术还处于起步阶段。在这里，我们提出了一种新的方案，通过使用纳米光子LiNbO 3薄膜波导由两个键合层与内部反转的偏振，通过MPM实现高效的SHG。在这种双层脊形波导中，当1574.6 nm光激发时，我们观察到787.3 nm的倍频，倍频转换效率为5,540% /W/cm/cm。这一工作推进了我们对模式相位匹配倍频和其他二次光学非线性过程的理解，为在片上平台上开发高性能非线性光子器件提供了额外的策略。
Broadband electro-optic frequency comb generation in an integrated microring resonator
光学频率梳由等间隔的离散光学频率分量组成，并且是光学通信以及精密计量、定时和光谱学的基本工具。迄今为止，宽跨距梳齿最常由锁模激光器或具有三阶克尔非线性的色散工程谐振器产生。另一种梳产生方法在具有强二阶非线性的谐振器中使用电光（EO）相位调制，从而产生具有优异稳定性和可控性的梳。然而，以前的EO梳，已被限制为窄宽度的弱EO相互作用强度和缺乏在自由空间系统中的色散工程。在这项工作中，我们克服了这些限制，实现了一个集成的EO梳发生器在薄膜锂离子酸盐光子平台，具有大的电光响应，超低的光损耗和高度共定位的微波和光场，同时使色散工程。我们测得的EO频率梳跨越超过整个电信L波段（超过900梳线间隔约10 GHz），我们表明，未来的色散工程可以实现倍频程跨越梳。此外，我们证明了我们的梳状发生器的调制频率失谐的高容忍度，与频率间隔精细控制超过7个数量级（10 Hz至100 MHz），并利用这一功能，在一个单一的谐振器产生双频梳。我们的研究结果表明，集成电光梳发生器，能够产生宽而稳定的梳状光谱，是一个强大的补充，集成克尔梳，使应用范围从光谱学到光通信。
Second harmonic generation with 48% conversion efficiency from cavity polygon modes in a monocrystalline lithium niobate microdisk resonator
首次在单晶X切TFLN微盘谐振器中利用弱扰动形成高Q多边形模式，最大化d_33利用率，实现48.08%转换效率的二次谐波产生，超过无畴反转方案最佳结果，接近PPLN记录。
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