Efficient GHz electro-optical modulation with a nonlocal lithium niobate metasurface in the linear and nonlinear regime

铌酸锂 调制(音乐) 光学 波克尔效应 材料科学 光电子学 光子学 强度调制 激光器 光调制器 非线性光学 物理 相位调制 相位噪声 声学
作者
Agostino Di Francescantonio,Alessandra Sabatti,Helena Weigand,Elise Bailly,M. A. Vincenti,Luca Carletti,Jost Kellner,Attilio Zilli,Marco Finazzi,Michele Celebrano,Rachel Grange
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-025-62072-7
摘要

Abstract Electro-optical modulation is essential in optical signal processing and laser technology, yet modulators based on the Pockels effect in flat optics lag behind bulk and integrated platforms in efficiency and speed. We bridge this gap realizing a metasurface based on lithium niobate (LiNbO₃) on insulator that leverages on resonances with quality-factor as high as 8000 to achieve fast electrical modulation of both linear and nonlinear optical properties. LiNbO 3 , well known for its high nonlinear susceptibility and wide transparency window across the infrared and visible spectrum, is employed to realize an asymmetric, one-dimensional array of nanowires, exhibiting resonances with linewidth <0.2 nm. The metasurface achieves a reflectivity modulation around 0.1, with a modulation efficiency, defined as relative modulation per applied Volt, larger than 0.01 V −1 on a −3 dB (−6 dB) bandwidth of about 800 MHz (1.4 GHz). Additionally, we demonstrate more than one order of magnitude intensity modulation of the second harmonic seeded by a continuous-wave laser, with a modulation efficiency of about 0.12 V −1 . This dual modulation capability, rooted in the interplay between optical resonances and electric field manipulation, holds significant potential for cutting-edge applications in high-speed photonics, nonlinear optics, and reconfigurable communication systems.
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
NexusExplorer应助HL773采纳,获得10
1秒前
Weiyu发布了新的文献求助10
1秒前
蒋蒋蒋发布了新的文献求助10
2秒前
高高的从波完成签到,获得积分10
2秒前
YYJJHH完成签到,获得积分10
3秒前
Jasper应助认真自行车采纳,获得30
3秒前
我是老大应助蒋蒋蒋采纳,获得10
5秒前
牧青发布了新的文献求助10
5秒前
哦哦哦完成签到,获得积分10
5秒前
西NO米娅完成签到,获得积分10
6秒前
开放满天应助梁梁梁采纳,获得10
7秒前
张嘻嘻完成签到,获得积分10
8秒前
Wei完成签到,获得积分10
8秒前
科研小王完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
chen完成签到,获得积分20
10秒前
Mic应助Abi采纳,获得10
11秒前
12秒前
老曹发布了新的文献求助10
12秒前
李健的小迷弟应助黄药师采纳,获得10
12秒前
13秒前
华仔应助yoyoyo采纳,获得10
13秒前
13秒前
成继龙应助adding采纳,获得10
14秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
14秒前
要钱的房东完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
shiki完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
18秒前
悠哉soaring发布了新的文献求助10
18秒前
Myownway完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
afbb发布了新的文献求助10
19秒前
认真自行车完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
xiaoze发布了新的文献求助10
21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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6396133
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8211390
关于积分的说明 17393635
捐赠科研通 5449507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2880549
邀请新用户注册赠送积分活动 1857118
关于科研通互助平台的介绍 1699445