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): 7000-7000 被引量:30
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
Ykook发布了新的文献求助10
1秒前
bb完成签到 ,获得积分10
1秒前
天天快乐应助迷路的鞅采纳,获得10
1秒前
啊哈发布了新的文献求助10
2秒前
爱笑以松完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
今后应助俊逸季节采纳,获得10
3秒前
5秒前
TIPHA发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
得鹿梦鱼完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
曾恒敬完成签到,获得积分10
8秒前
华仔应助笨笨的灵竹采纳,获得10
8秒前
9秒前
ABC发布了新的文献求助10
9秒前
橘子发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
内向初瑶发布了新的文献求助10
10秒前
薄荷水发布了新的文献求助10
10秒前
南霖发布了新的文献求助10
11秒前
可爱的函函应助曾丹采纳,获得10
11秒前
沫茶发布了新的文献求助10
11秒前
迷路的鞅完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
活雷锋应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
活雷锋应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得30
13秒前
MRzhu完成签到,获得积分10
13秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
TIPHA完成签到,获得积分10
14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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
The Foundation of Positive Psychology 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7676401
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9242376
关于积分的说明 19917031
捐赠科研通 7246577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3286428
关于科研通互助平台的介绍 2444474
邀请新用户注册赠送积分活动 2289345