Advancing large-scale thin-film PPLN nonlinear photonics with segmented tunable micro-heaters

铌酸锂 极化 材料科学 光子学 光电子学 薄脆饼 非线性系统 平版印刷术 准相位匹配 光学 非线性光学 电子工程 激光器 铁电性 工程类 物理 电介质 量子力学
作者
Xiaoting Li,Haochuan Li,Zhenzheng Wang,Zhaoxi Chen,Fei Ma,Ke Zhang,Wenzhao Sun,Cheng Wang
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:3
标识
DOI:10.48550/arxiv.2312.09568
摘要

Thin-film periodically poled lithium niobate (TF-PPLN) devices have recently gained prominence for efficient wavelength conversion processes in both classical and quantum applications. However, the patterning and poling of TF-PPLN devices today are mostly performed at chip scales, presenting a significant bottleneck for future large-scale nonlinear photonic systems that require the integration of multiple nonlinear components with consistent performance and low cost. Here, we take a pivotal step towards this goal by developing a wafer-scale TF-PPLN nonlinear photonic platform, leveraging ultraviolet stepper lithography and an automated poling process. To address the inhomogeneous broadening of the quasi-phase matching (QPM) spectrum induced by film thickness variations across the wafer, we propose and demonstrate segmented thermal optic tuning modules that can precisely adjust and align the QPM peak wavelengths in each section. \hl{Using the segmented micro-heaters, we show the successful realignment of inhomogeneously broadened multi-peak QPM spectra with up to 57$\%$ enhancement of conversion efficiency. We achieve a high normalized conversion efficiency of 3802$\%$W$^{-1}$cm$^{-2}$ in a 6 mm long PPLN waveguide, recovering 84$\%$ of the theoretically predicted efficiency in this device.} The advanced fabrication techniques and segmented tuning architectures presented herein pave the way for wafer-scale integration of complex functional nonlinear photonic circuits with applications in quantum information processing, precision sensing and metrology, and low-noise-figure optical signal amplification.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
xue发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
董甜梦完成签到,获得积分10
刚刚
小巧的寒风完成签到,获得积分10
刚刚
哈哈发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
1秒前
huohuo143完成签到,获得积分10
2秒前
武穆杰发布了新的文献求助10
2秒前
天天快乐应助南风采纳,获得10
2秒前
天涯飞虎完成签到 ,获得积分10
2秒前
ECHO发布了新的文献求助10
2秒前
Adaring完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
可乐发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
FashionBoy应助Rjy采纳,获得10
5秒前
科目三应助笨笨小白熊采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
NXZ发布了新的文献求助10
5秒前
Scout发布了新的文献求助10
5秒前
可爱的函函应助LJR采纳,获得10
6秒前
领导范儿应助555采纳,获得10
6秒前
6秒前
无辜的醉香完成签到,获得积分10
6秒前
落雁完成签到,获得积分10
7秒前
xue完成签到,获得积分10
7秒前
wenlei发布了新的文献求助10
7秒前
Victoria完成签到,获得积分10
7秒前
烟花应助Upwyp采纳,获得10
8秒前
Peng完成签到,获得积分10
8秒前
勤劳的圆完成签到,获得积分20
8秒前
毕业就集采的苦命人完成签到 ,获得积分10
8秒前
诸葛朝雪发布了新的文献求助10
8秒前
halabouqii完成签到,获得积分10
9秒前
爆米花应助hsss采纳,获得10
9秒前
要减肥又槐完成签到 ,获得积分10
10秒前
lichanshen完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5340428
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4476928
关于积分的说明 13933312
捐赠科研通 4372740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2402526
邀请新用户注册赠送积分活动 1395409
关于科研通互助平台的介绍 1367489