光子晶体光学参量振荡器

数十年来，设备的小型化一直是微电子学和光子学的主要目标，目的是实现更紧密的集成、增强的功能和大幅降低功耗。在所有纳米结构中，半导体光子晶体（PhCs）占据了突出的位置，因为它们能够制造最终的准光学腔。但是，重要的一类光源，即光学参量振荡器（OPO）的PhC的实施方式是缺失的。OPO依靠物质的超快非线性响应来激发光子对的发射，从而发射相干光。十多年前，人们曾考虑过使用PhC OPO的可能性，并且已经进行了尝试来实现有效的参数交互作用。但是，OPO的演示非常困难。

       近日，来自法国泰雷兹研究与技术学院的Gabriel Marty和Sylvain Combrié等人报告了一种新型的光学参量振荡器，它基于20 μm长的半导体光子晶体腔，并在电信波长下工作。由于限制是由布拉格散射引起的，因此光学腔包含一些模式，频率大约相等。当将这些高质量因数模式热调谐为三重共振配置时，就会达到参数振荡，而任何其他参数相互作用都将受到强烈抑制。最低泵浦功率阈值估计为50–70 µW。该光源可作为理想的简并光学参量振荡器，不仅解决了量子光学电路领域的需求，也为压缩光或纠缠光子对的高效非线性光源的密集集成铺平了道路。相关研究工作发表在《Nature Photonics》上。（詹若男）

文章链接：Gabriel Marty, Sylvain Combrié et al. Photonic crystal optical parametric oscillator. Nature Photonics 15, 53–58(2021)
       https://doi.org/10.1038/ s41566-020-00737-z.