Optical linewidth of soliton microcombs
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2022

Understanding noise dynamics in frequency combs is crucial for applications. Here, the authors study the phase noise dynamics and the linewidth of soliton microcombs, revealing that some comb lines can be more quiet than the pump laser itself. Soliton microcombs provide a versatile platform for realizing fundamental studies and technological applications. To be utilized as frequency rulers for precision metrology, soliton microcombs must display broadband phase coherence, a parameter characterized by the optical phase or frequency noise of the comb lines and their corresponding optical linewidths. Here, we analyse the optical phase-noise dynamics in soliton microcombs generated in silicon nitride high-Q microresonators and show that, because of the Raman self-frequency shift or dispersive-wave recoil, the Lorentzian linewidth of some of the comb lines can, surprisingly, be narrower than that of the pump laser. This work elucidates information about the physical limits in phase coherence of soliton microcombs and illustrates a new strategy for the generation of spectrally coherent light on chip.

Författare

Fuchuan Lei

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Zhichao Ye

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Òskar Bjarki Helgason

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Attila Fülöp

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Marcello Girardi

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Victor Torres Company

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Nature Communications

2041-1723 (ISSN) 20411723 (eISSN)

Vol. 13 1 3161

Integrerade optiska sändare för våglängdsmultiplexering i datacenternätverk

Vetenskapsrådet (VR) (2016-06077), 2017-01-01 -- 2022-12-31.

Dark-Soliton Engineering in Microresonator Frequency Combs (DarkComb)

Europeiska kommissionen (EU) (EC/H2020/771410), 2018-05-01 -- 2023-04-30.

Flerdimensionell koherentkommunikation med mikrofrekvenskammar

Vetenskapsrådet (VR) (2020-00453), 2020-12-01 -- 2026-11-30.

Brusfria optiska faskänsliga förstärkare och dess tillämpningar

Vetenskapsrådet (VR) (2015-00535), 2016-01-01 -- 2025-12-31.

Ämneskategorier

Atom- och molekylfysik och optik

Annan fysik

Annan elektroteknik och elektronik

DOI

10.1038/s41467-022-30726-5

PubMed

35672308

Mer information

Senast uppdaterat

2022-07-01