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 量子力学 电介质
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Orange应助妩媚的强炫采纳,获得30
1秒前
xiubo128完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
5秒前
5秒前
疯狂的向日葵完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
insissst发布了新的文献求助10
7秒前
邮箱登录完成签到,获得积分10
7秒前
mimi发布了新的文献求助10
8秒前
烟熏柿子完成签到,获得积分10
8秒前
zhj发布了新的文献求助10
11秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
神勇中道完成签到,获得积分10
13秒前
唐唐完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
隐形曼青应助insissst采纳,获得10
14秒前
超体完成签到 ,获得积分10
14秒前
LYQ完成签到,获得积分10
16秒前
ZY完成签到,获得积分10
16秒前
可爱的函函应助mimi采纳,获得10
18秒前
18秒前
赵先森发布了新的文献求助10
18秒前
在水一方应助烟熏柿子采纳,获得10
18秒前
霜揽月发布了新的文献求助10
19秒前
情怀应助笨笨歌曲采纳,获得10
19秒前
19秒前
学术界的小喽啰完成签到 ,获得积分10
19秒前
insissst完成签到,获得积分10
20秒前
23秒前
T1unkillable完成签到 ,获得积分10
23秒前
manfullmoon完成签到,获得积分10
23秒前
26秒前
wu发布了新的文献求助10
27秒前
29秒前
29秒前
30秒前
云云邶完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788392
关于积分的说明 7785921
捐赠科研通 2444458
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299916
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625650
版权声明 601023