全谐振周期性极化铌酸锂微腔中的量子压缩效应
量子噪声会限制光学测量的灵敏度,而压缩态光则能实现量子增强计量学、传感与信息处理。目前大多数片上压缩光源依赖克尔($χ^{(3)}$)非线性效应,仍受限于泵浦功率和额外损耗的制约。相比之下,二次型($χ^{(2)}$)平台可提供更强的参量相互作用、更低的泵浦功率需求以及更灵活的光谱调控能力。本工作通过单个周期极化铌酸锂(PPLN)微环谐振腔实现的双共振光学参量放大器,在薄膜铌酸锂(TFLN)光子芯片上展示了强宽带压缩光的生成。 研究团队在0.6 mm²的X切TF-PPLN谐振腔中,同步实现了接近全深度的畴反转与高度过耦合谐振,其逃逸效率超过90%,本征品质因数达250万以上。当采用793.5 nm泵浦时,该器件能在1587 nm波长实现高效压缩。在连续波工作模式下,团队直接测量到-0.81 dB的低于散粒噪声极限压缩光(泵浦功率27 mW)和+4.29 dB的反压缩光。根据这些测量数据推断,片上压缩水平达到-7.52 dB±0.22 dB(95%置信区间:[-7.96,-7.10] dB),反压缩水平达+9.62 dB±0.25 dB。 该器件在简并点实现了单模压缩,其压缩光谱宽度超过10.3 THz。此项研究报道了集成$χ^{(2)}$腔平台中的最高压缩比,也是首个片上准相位匹配、全共振$χ^{(2)}$腔压缩器,为量子增强传感与计量领域建立了一条可扩展的全集成高效压缩光源技术路径。
量科快讯
1 天前
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