Alumina coating for dispersion management in ultra-high Q microresonators

Autor(es)

Inga, Marvyn ^{[1, 2]} ; Fujii, Lais ^{[1, 2]} ; da Silva Filho, Jose Maria C. ^[1] ; Quintino Palhares, Joao Henrique ^[3] ; Ferlauto, Andre Santarosa ^[3] ; Marques, Francisco C. ^[1] ; Mayer Alegre, Thiago P. ^{[1, 2]} ; Wiederhecker, Gustavo ^{[1, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Gleb Wataghin Phys Inst, Appl Phys Dept, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Photon Res Ctr, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[3] Fed Univ ABC, CECS, BR-09210580 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APL PHOTONICS; v. 5, n. 11 NOV 1 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Silica optical microspheres often exhibit ultra-high quality factors, yet their group velocity dispersion, which is crucial for nonlinear optics applications, can only be coarsely tuned. We experimentally demonstrate that group-velocity dispersion of a silica microsphere can be engineered by coating it with conformal nanometric layers of alumina yet preserving its ultra-high optical quality factors (similar to 10(7)) at telecom wavelengths. Using the atomic layer deposition technique for the dielectric coating, which ensures nm-level thickness control, we not only achieve a fine dispersion tailoring but also maintain a low surface roughness and material absorption to ensure a low optical loss. Numerical simulations supporting our experimental results show that the alumina layer thickness is a promising technique for precise tuning of group-velocity dispersion. As an application, we demonstrate the generation of Kerr optical frequency combs, showing that the alumina coatings can also sustain the high optical intensities necessary for nonlinear optical phenomena. (AU)

• Processo FAPESP: 18/15580-6 - Cavidades optomecânicas rumo ao acoplamento forte com fótons únicos
• Beneficiário: Thiago Pedro Mayer Alegre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 18/15577-5 - Circuitos nanofotônicos não-lineares: blocos fundamentais para síntese de frequências ópticas, filtragem e processamento de sinais
• Beneficiário: Gustavo Silva Wiederhecker
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 18/21311-8 - Amplificação paramétrica degenerada on-chip para processamento fotônico de informações
• Beneficiário: Laís Fujii dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 12/17765-7 - Nanofotônica em semicondutores do Grupo IV e III-V
• Beneficiário: Gustavo Silva Wiederhecker
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/25339-4 - Dispositivos fotônicos integrados
• Beneficiário: Newton Cesario Frateschi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 12/17610-3 - Optomecânica em cristais fotônicos e fonônicos
• Beneficiário: Thiago Pedro Mayer Alegre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores