Observation of soliton compression in silicon photonic crystals.
Observation of soliton compression in silicon photonic crystals.
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硅光子晶体中孤子压缩的观察
DOI：
10.1038/ncomms4160
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发表时间：
2014
影响因子：
16.6
通讯作者：
Eggleton, B. J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Blanco-Redondo, A.;Husko, C.;Eades, D.;Zhang, Y.;Li, J.;Krauss, T. F.;Eggleton, B. J.
孤子是存在于各种物理系统中的非线性波，包括等离子体、水面和光学系统。在硅中，双光子吸收和伴随的自由载流子的存在强烈地扰动了光孤子的正则动力学。在这里，我们报告的第一个实验演示的孤子效应脉冲压缩的皮秒脉冲在硅，尽管双光子吸收和自由载流子。在这里，我们实现了3.7 ps的脉冲压缩到1.6 ps，能量<10 pJ。我们证明了一个~1-ps的自由载流子引起的脉冲加速，并表明皮秒输入脉冲是这些观察的关键。这些实验是通过色散工程慢光光子晶体波导和超灵敏的频率分辨电子门控技术来检测纳米结构器件中的超低能量。与非线性薛定谔模型的强一致性证实了测量结果。这些结果进一步加深了我们对硅中非线性波的理解，并为互补金属氧化物半导体兼容平台中基于孤子的功能开辟了道路。
Solitons are nonlinear waves present in diverse physical systems including plasmas, water surfaces and optics. In silicon, the presence of two photon absorption and accompanying free carriers strongly perturb the canonical dynamics of optical solitons. Here we report the first experimental demonstration of soliton-effect pulse compression of picosecond pulses in silicon, despite two photon absorption and free carriers. Here we achieve compression of 3.7 ps pulses to 1.6 ps with <10 pJ energy. We demonstrate a ~1-ps free-carrier-induced pulse acceleration and show that picosecond input pulses are critical to these observations. These experiments are enabled by a dispersion-engineered slow-light photonic crystal waveguide and an ultra-sensitive frequency-resolved electrical gating technique to detect the ultralow energies in the nanostructured device. Strong agreement with a nonlinear Schrödinger model confirms the measurements. These results further our understanding of nonlinear waves in silicon and open the way to soliton-based functionalities in complementary metal-oxide-semiconductor-compatible platforms.
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影响因子：
4.6
作者：
Husko, Chad A.;Clark, Alex S.;Collins, Matthew J.;De Rossi, Alfredo;Combrie, Sylvain;Lehoucq, Gaelle;Rey, Isabella H.;Krauss, Thomas F.;Xiong, Chunle;Eggleton, Benjamin J.
通讯作者：
Eggleton, Benjamin J.
影响因子：
3.8
作者：
Husko, Chad;Combrie, Sylvain;De Rossi, Alfredo
通讯作者：
De Rossi, Alfredo
影响因子：
3.6
作者：
Dorrer, C;Kang, I
通讯作者：
Kang, I
影响因子：
44.1
作者：
Cundiff, ST;Ye, J
通讯作者：
Ye, J
影响因子：
3.8
作者：
Li, Juntao;O'Faolain, Liam;Krauss, Thomas F.
通讯作者：
Krauss, Thomas F.