光學回音壁模式（whispering gallery mode）是由于全反射將光束縛在球形或者環(huán)形諧振腔中而形成的一種諧振模式，可利于在微納尺度上制成光學諧振腔，并具有超高的品質(zhì)因子（Q值）。這類諧振腔中的光子壽命可以高達毫秒量級，因此在光子存儲、光學傳感、絕熱調(diào)控、超穩(wěn)激光、光學非線性調(diào)控等領(lǐng)域具有極大的應用前景。回音壁模式微腔也是研制微納尺度激光頻率梳的重要平臺（簡稱“微腔光頻梳”），能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊型的精密時間-頻率參考源，以及超低噪聲的光頻-微波信號轉(zhuǎn)換，是當前微納光子學領(lǐng)域的前沿熱點之一。

光學回音壁模式氟化鎂微腔中產(chǎn)生的激光頻率梳

模間串擾是回音壁模式微腔中普遍存在的現(xiàn)象。由于模式數(shù)量眾多，模式間的耦合作用十分復雜，潛在的強耦合會破壞微腔光頻梳的穩(wěn)定性。針對這一問題，上海大學通信學院郭海潤教授團隊近日在微腔光頻率梳的模間耦合特性研究方面取得重要進展，驗證了模間色散對于激光頻率梳的寬帶光譜整形作用，相關(guān)成果以”O(jiān)ptical microcombs in whispering gallery mode crystalline resonators with dispersive intermode interactions”為題于2022年11月30日發(fā)表于國際光學學會期刊《Photonics Research》（JCR和中科院一區(qū)）。

這項工作中，團隊從光學回音壁模式微腔的制備、微腔中的激光頻率梳產(chǎn)生、模間耦合作用的激發(fā)與分析等多個方面開展了系統(tǒng)性的研究。團隊制備了品質(zhì)因子接近百億（1010）的回音壁模式晶體微腔，并在微腔中實現(xiàn)了重復頻率近13GHz（對應于微波KU-波段）的激光頻率梳。通過在相鄰的耦合模式間引入泵浦激光，團隊觀察并驗證了由模間色散調(diào)控的多種激光頻率梳狀態(tài)，實驗現(xiàn)象與預想的理論模型吻合?！拔覀兊难芯砍晒麨榛匾舯谀Ｊ轿⑶恢械募す忸l率梳產(chǎn)生提供了一些新思路，也有助于理解微腔中復雜的非線性動力學現(xiàn)象”郭海潤說。

這項工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、上海市科技發(fā)展基金等項目的資助。上海大學特種光纖與光接入網(wǎng)重點實驗室是論文的第一完成單位。

審核編輯：郭婷