Cavity-enhanced narrowband spectral filters using rare-earth ions doped in thin-film lithium niobate

激光线宽 材料科学 铌酸锂 光电子学 谐振器 窄带 消光比 光学滤波器 光学 带通滤波器 自由光谱范围 波长 物理 激光器
作者
Yuqi Zhao,Dylan Renaud,Demitry Farfurnik,Yuxi Jiang,Subhojit Dutta,Neil Sinclair,Marko Lončar,Edo Waks
出处
期刊: [Springer Science+Business Media]
卷期号:1 (1) 被引量:10
标识
DOI:10.1038/s44310-024-00023-8
摘要

Abstract On-chip optical filters are fundamental components in optical signal processing. While rare-earth ion-doped crystals offer ultra-narrow optical filtering via spectral hole burning, their applications have primarily been limited to those using bulk crystals, restricting their utility. In this work, we demonstrate cavity-enhanced spectral filtering based on rare-earth ions in an integrated nonlinear optical platform. We incorporate rare-earth ions into high quality-factor ring resonators patterned in thin-film lithium niobate. By spectral hole burning at 4 K in a critically coupled resonance mode, we achieve bandpass filters ranging from 7 MHz linewidth, with 13.0 dB of extinction, to 24 MHz linewidth, with 20.4 dB of extinction. By reducing the temperature to 100 mK to eliminate phonon broadening, we achieve an even narrower linewidth of 681 kHz, which is comparable to the narrowest filter linewidth demonstrated in an integrated photonic device, while only requiring a small device footprint. Moreover, the cavity enables reconfigurable filtering by varying the cavity coupling rat e . For instance, as opposed to the bandpass filter, we demonstrate a bandstop filter utilizing an under-coupled ring resonator. Such versatile integrated spectral filters with high extinction ratio and narrow linewidth could serve as fundamental components for optical signal processing and optical memories on-a-chip.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
2秒前
bigegg完成签到,获得积分10
3秒前
MOMO的应助被杜晓倩采纳,获得10
3秒前
仁爱听露完成签到,获得积分10
3秒前
windows发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
5秒前
合适的夏寒完成签到,获得积分10
5秒前
SciGPT的应助被微风采纳,获得10
5秒前
tqdwxawa关注了科研通微信公众号
6秒前
geo_xl完成签到 ,获得积分10
6秒前
花海发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
王豆豆发布了新的文献求助10
7秒前
Knoact发布了新的文献求助10
7秒前
吴祥佳发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
cyyyy发布了新的文献求助10
8秒前
天天快乐的应助被DND采纳,获得10
9秒前
Hanoi347的应助被还游采纳,获得10
9秒前
9秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
particularc完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
苍术完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
索兰黛尔完成签到,获得积分10
12秒前
李玥发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
sosososo完成签到 ,获得积分10
13秒前
梁书凡发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Jasper的应助被张洋采纳,获得10
14秒前
Liulu发布了新的文献求助10
15秒前
15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
CODESSA Version 2.13 for Windows 2000
Agricultural Ecology (Liao Yuncheng & Lin Wenxiong) 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
Derham on the Law of Set Off (德勒姆论抵消法/第五版) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7846128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9366214
关于积分的说明 20649545
捐赠科研通 7442048
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3341554
关于科研通互助平台的介绍 2485429
邀请新用户注册赠送积分活动 2364084