華南理工大學(xué)教授虞華康、李志遠團隊聯(lián)合美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)教授Jacob Khurgin以及中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究員林錦添、程亞團隊，研發(fā)了一種可集成的新型超快光脈沖原位表征技術(shù)。近日，相關(guān)成果發(fā)表于《激光與光子學(xué)評論》。

過去幾十年中，光電器件的集成化、小型化已經(jīng)成為現(xiàn)代光子學(xué)發(fā)展的主要驅(qū)動力。為了更精確地認知集成光子回路中超短光脈沖的產(chǎn)生、傳輸、相互作用和動態(tài)演變，開發(fā)一種可實時、原位、全參量表征的超快光脈沖片上表征技術(shù)尤為重要。

傳統(tǒng)的超快脈沖測量技術(shù)，如頻域分辨光學(xué)開關(guān)（FROG）技術(shù)，無法直接集成到片上光子芯片中，需要將信號提取出來并利用塊狀的非線性光學(xué)晶體測量相關(guān)信息。信號提取的過程會不可避免地造成光脈沖信息失真，且無法了解光脈沖在光子回路中的原位動態(tài)演變信息。

這種可集成的新型超快光脈沖原位表征技術(shù)基于鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)平臺，待測超快光脈沖信號在鈮酸鋰光波導(dǎo)中相向傳播并相遇，在其相交重疊區(qū)域，自動產(chǎn)生了時間自相關(guān)的光學(xué)二倍頻信號。研究人員將空間坐標轉(zhuǎn)換為時間延遲并對自相關(guān)光學(xué)二倍頻強度分布進行光譜成像，得到相當于傳統(tǒng)FROG的跡線圖，利用反演算法可還原得到待測超快光脈沖在時域與頻域上的強度和相位信息，完成對波導(dǎo)中超快光脈沖的原位全參量表征。

這種技術(shù)具有出色的靈敏度和信噪比，可實現(xiàn)光脈沖中啁啾的精確測量。此外，這種技術(shù)具有表征更復(fù)雜光脈沖的潛力，有利于超快集成光子學(xué)的設(shè)計、測試和優(yōu)化等工作。

來源：中國科學(xué)報

記者朱漢斌