422 Millionen intrinsischer Qualitätsfaktor planar integrierter All-Wellenleiter-Resonator mit sub-MHz Linienbreite

Zusammenfassung Hochqualitative (Q) optische Resonatoren sind ein Schlüsselkomponente für ultranarrow Linienbreitenlaser, Frequenzstabilisierung, Präzisionsspektroskopie und Quantenanwendungen. Die Integration in eine photonische Wellenleiterplattform ist entscheidend, um Kosten, Größe, Leistung und Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen zu reduzieren. Bisher war der Q-Faktor von All-Wellenleiter-Resonatoren auf unter 260 Millionen beschränkt. Hier berichten wir von einem Si 3 N 4 Resonator mit 422 Millionen intrinsischen und 3,4 Milliarden durch Absorption limitierten Qs. Der Resonator hat eine intrinsische Linienbreite von 453 kHz, eine beladene Linienbreite von 906 kHz und eine durch Absorption limitierte Linienbreite von 57 kHz; der entsprechende Verlust von 0,060 dB m −1 ist der bisher niedrigste für Wellenleiter mit aufgebrachter Oxid-Oberflächenverkleidung. Diese Ergebnisse werden durch eine sorgfältige Reduktion der Streu- und Absorptionsverluste erreicht, die wir simulieren, quantifizieren und mit Messungen korrelieren. Dieser Fortschritt in der Wellenleiter-Resonator-Technologie ebnet den Weg zu All-Wellenleiter-Billion-Q-Höhlen für Anwendungen wie nichtlineare Optik, Atomuhren, Quantenphotonik und Hochkapazitätsfaserkommunikation.