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
1秒前
抹茶拿铁加奶砖完成签到 ,获得积分10
1秒前
chengcheng完成签到,获得积分10
3秒前
冷静丸子完成签到 ,获得积分10
3秒前
111完成签到 ,获得积分10
4秒前
莲枳榴莲发布了新的文献求助10
4秒前
li完成签到,获得积分10
4秒前
Who1990完成签到,获得积分10
7秒前
wanci应助搞怪元彤采纳,获得10
8秒前
犹豫代曼完成签到,获得积分10
9秒前
云烟完成签到 ,获得积分10
9秒前
鱼羊完成签到,获得积分10
10秒前
崖涯完成签到 ,获得积分10
10秒前
三愿完成签到 ,获得积分10
11秒前
小甜完成签到,获得积分10
13秒前
热心的流沙完成签到,获得积分10
13秒前
一颗小洋葱完成签到 ,获得积分10
14秒前
Anna完成签到 ,获得积分10
14秒前
十年完成签到 ,获得积分10
14秒前
calmxp完成签到,获得积分10
15秒前
Loooong完成签到,获得积分0
15秒前
wd完成签到,获得积分10
15秒前
长安完成签到,获得积分10
15秒前
alho完成签到 ,获得积分10
16秒前
史迪仔完成签到,获得积分10
17秒前
DanaLin完成签到,获得积分10
17秒前
11完成签到 ,获得积分20
17秒前
科研小白完成签到,获得积分10
17秒前
故意的傲柏完成签到 ,获得积分10
17秒前
橘子海完成签到,获得积分10
18秒前
momo完成签到,获得积分10
20秒前
CCC完成签到,获得积分10
20秒前
搞怪元彤完成签到,获得积分10
22秒前
wjzhan完成签到,获得积分10
23秒前
拼搏绿柳完成签到,获得积分10
24秒前
鑫鑫和东东呀完成签到,获得积分10
24秒前
WXY完成签到 ,获得积分10
25秒前
5AGAME完成签到,获得积分10
26秒前
小小完成签到,获得积分10
27秒前
鲤鱼青雪完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
(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
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 340
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5256478
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4418730
关于积分的说明 13753082
捐赠科研通 4291913
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2355182
邀请新用户注册赠送积分活动 1351622
关于科研通互助平台的介绍 1312330