使用单个激光器的片上全光分频

作者

赵芸,Jae K. Jang,加勒特·比尔斯,卡尔·麦克纳尔蒂,姬星辰,大河内义智,米哈尔·利普森 & 亚历山大·加埃塔

摘要

产生光谱纯微波信号是基础科学和应用科学中的一项关键功能。光学频率梳使强大的光频分技术能够产生最高质量的微波振荡.目前的 OFD 实现需要多个激光器，具有耗费空间和能量的光学稳定和电子反馈组件，导致器件尺寸与集成到紧凑而坚固的光子平台中不兼容.在这里，我们通过同步由单个连续波激光器泵浦的克尔微谐振器的两种不同的动力学状态来演示光子芯片上的全光OFD。将光学参量振荡器信号场和闲置场之间的太赫兹拍频的固有稳定性转移到克尔孤子梳的微波频率上，并通过耦合波导实现同步，无需电子锁定。227 GHz 和 16 GHz 孤子梳的 OFD 因子分别为 N = 34 和 468。特别是，OFD可为16 GHz孤子梳降低46 dB的相位噪声，从而在集成光子学平台中观察到最低的微波噪声。我们的工作代表了一种简单、有效的执行OFD的方法，并为芯片级设备提供了一条途径，这些设备可以产生与计量实验室产生的最纯净音调相媲美的微波频率。