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Wir demonstrieren nichtlineare optische Eigenschaften zweiter Ordnung in Aluminium-Nitrid auf Isolatorsubstraten. Mit durch Sputtern deponierten Aluminium-Nitrid-Dünnfilmen realisieren wir nanophotonische Wellenleiter und kritisch gekoppelte Mikroringresonatoren, die gleichzeitig hoch Q-Hohlraummoden für sichtbares und infrarotes Licht unterstützen. Durch den Einsatz phasenangestimmter Bauelemente erreichen wir eine effiziente Erzeugung der zweiten Harmonischen und produzieren bis zu 0,55 μW sichtbares Licht auf dem Chip mit einer Umwandlungseffizienz von -46 dB bei 22 mW Pumpleistung durch den Wellenleiter. Aus der gemessenen Reaktion erhalten wir eine nichtlineare Suszeptibilität zweiter Ordnung (χ2) von 4,7 pm/V. Unsere Plattform bietet einen viablen Weg zur Realisierung breitbandiger linearer und nichtlinearer optischer Bauelemente auf einem Chip.
Pernice et al. (Mon.) haben diese Frage untersucht.