可见光光子集成布里渊激光器

       窄线宽可见光激光器对于原子、分子和光学(AMO)物理至关重要，例如原子钟、量子计算、原子和分子光谱学以及传感等。历史上，有必要使用锁定在蒸汽室或大型光学参考腔上的宏观激光系统，以获得解决原子中窄光学时钟跃迁所需的低相位噪声和高频率稳定性。这些实验室规模的系统在提供一流性能的同时，也对日益复杂的原子和分子实验以及便携式甚至自主光学时钟提出了挑战。需要更小和更可靠的可见波长激光器，以便实验可以在波长、原子或分子的数量和总体复杂性方面进行扩展。光子集成提供了一条使这些激光系统小型化并提高其可靠性的途径。受激布里渊散射是实现高相干片上可见光激光发射的一种很有前途的方法。但迄今为止，光子集成SBS激光器中的可见光发射仍然面临着巨大挑战，例如在可见光中实现超低损耗的布里渊有源平面波导，导致的低效的布里渊散射，并阻止在长光子引导寿命、短声子引导寿命、大谐振器光子寿命和大谐振器模式体积的期望工作状态下的SBS激射等。

       近日，来自美国加州大学圣巴巴拉分校电气与计算机工程系的Nitesh Chauhan等人报告了可见光光子集成布里渊激光器的演示，其发射波长为674 nm，光阈值为14.7 mW，对应于4.92mW um-2的阈值密度、269 Hz的线宽。在可见光氮化硅/二氧化硅全波导谐振器方面取得了重大进展，比如克服可见光中的SBS障碍，包括1 dB/meter的波导损耗、5540万品质因数(Q)以及25.110 GHz斯托克斯频移和290 MHz增益带宽的测量。集成超窄线宽可见波长SBS激光器的这一进展为紧凑的量子和原子系统以及越来越复杂的基于AMO的物理和实验的实现打开了大门。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

      文章链接：Nitesh Chauhan et al. Visible light photonic integrated Brillouin laser. Nature Communications (2021) 12:4685 https://doi.org/10.1038/s41467-021-24926-8