在過(guò)去的幾十年里，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(dòng)力。為了更精確地認(rèn)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(dòng)態(tài)演變，開(kāi)發(fā)一種可實(shí)時(shí)、原位、全參量表征的超快光脈沖片上表征技術(shù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的超快脈沖測(cè)量技術(shù)，如頻域分辨光學(xué)開(kāi)關(guān)(FROG)技術(shù)，無(wú)法直接集成到片上光子芯片中，而需要將信號(hào)提取出來(lái)并利用塊狀的非線性光學(xué)晶體測(cè)量相關(guān)信息。顯然，信號(hào)提取的過(guò)程將會(huì)帶來(lái)不可避免的光脈沖信息失真，且無(wú)法了解光脈沖在光子回路中的動(dòng)態(tài)演變信息。 9LJ/m\bi  
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近日，華南理工大學(xué)虞華康、李志遠(yuǎn)教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種可集成的新型超快光脈沖原位表征技術(shù)，在《激光與光子學(xué)評(píng)論》(Laser & Photonics Reviews)發(fā)表最近研究論文“Frequency-Resolved Optical Gating in Transverse Geometry for On-Chip Optical Pulse Diagnostics”。該種技術(shù)基于鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)平臺(tái)，待測(cè)脈沖在鈮酸鋰光波導(dǎo)中相向傳播并相遇，基于橫向光學(xué)二倍頻的原理，在其相交重疊區(qū)域，自動(dòng)產(chǎn)生了時(shí)間自相關(guān)的光學(xué)二倍頻信號(hào)。通過(guò)將空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為時(shí)間延遲并對(duì)自相關(guān)光學(xué)二倍頻強(qiáng)度分布進(jìn)行光譜成像，得到相當(dāng)于傳統(tǒng)FROG的跡線圖，利用反演算法則可還原得到待測(cè)超快光脈沖的時(shí)域與頻域上的強(qiáng)度和相位信息，至此完成對(duì)波導(dǎo)中超快光脈沖的原位全參量表征。 <k^9l6@  
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實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該種技術(shù)得益于完全無(wú)背景和增強(qiáng)的橫向光學(xué)二倍頻效應(yīng)，具有出色的靈敏度和信噪比。且通過(guò)與商用測(cè)量設(shè)備的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其可實(shí)現(xiàn)光脈沖中啁啾的精確測(cè)量，證實(shí)了其作為超快光脈沖診斷工具的通用性和準(zhǔn)確性。除此之外，該種方法還能夠支持交叉相關(guān)的工作模式下工作，顯示其在表征更復(fù)雜光脈沖的應(yīng)用潛力。 [AX).b  
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論文合作者包括約翰霍普金斯大學(xué)Jacob Khurgin教授，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所林錦添、程亞研究員團(tuán)隊(duì)。論文工作的完成還得益于沈元壤院士、劉韡韜教授、童利民教授等富有建設(shè)性的討論。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、廣東省引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的資助。 <)n
  
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論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.202201017