近日，亿万先生MR通讯与信息工程学院郭海润教授团队在光学领域权威期刊《Laser & Photonics Reviews》（影响因子10，中科院一区Top期刊）上颁发题为“Accessing Soliton Microcombs With Pump Phase Modulation Switch”的钻研论文。该钻研工作对基于“泵浦相位调造开关”的片上微腔孤子光频梳天生过程发展了深度探索，成功揭示了调造边带在微腔中的非线性传递机造，以及调造开关所引发的功率自复原与热赔偿机造。团队在光通讯C波段和O波段，借助泵浦调造开关，成功天生了具备高射频纯度的微腔耗散克尔孤子，提升了孤子光频梳的靠得住性与利用远景。通讯学院博士生史志明为论文第一作者，郭海润教授为通讯作者。亿万先生MR特种光纤与光接入网沉点尝试室为论文第一实现单元。
图：基于泵浦相位调造开关产生孤子微梳的道理与尝试装置。(a)物理机造示意图：通过相位调造开启（PM on）引入边带加热并拓宽孤子台阶，在调造关关（PM off）瞬间，边带能量回流至载波，通过功率复原机造维持热平衡。(b)尝试装置图。(c-d)仿照展示了调造关关前后的孤子台阶长度变动。(e-f)尝试获得的C波段和O波段高纯度单孤子光谱。
微腔孤子光频梳（Soliton Microcomb）作为实现全集成、高机能光学频率梳光源的关键技术蹊径，在超大容量光通讯、激光雷达（LiDAR）等领域展示出巨大的利用潜力。实现这类光频梳的主题在于微腔中耗散克尔孤子的天生。然而，由于微腔中克尔非线性与热光非线性相互竞争，不变靠得住的孤子态天生始终面对挑战，尤其是腔内功率颠簸引发的热失衡，极易导致孤子态磨灭。
针对这一问题，团队深刻钻研了泵浦调造开关过程对微腔孤子光频梳的调控作用。一方面，使用泵浦调造边带可能对微腔系统形成光热辅助，维持热平衡，有效提高孤子态的天生概率。更为关键的是，当泵浦调造关关后，边带能量回流至载波，可能形成泵浦功率的“自复原”效应，有效拓展孤子态的存在领域，确保孤子状态在开关过程中不会因热失衡而磨灭。此规划既能不变靠得住地实现孤子光频梳的天生，又能预防调造信号对光频梳形成射频扰动，是一种靠得住且有效的技术规划。
使用此规划，团队在光通讯C波段（1550-nm）和O波段（1310-nm），于光子集成超高品质因子氮化硅微腔芯片中（Q0>107），均不变实现了微腔孤子光频梳的产生，其在射频域出现出美满的宽带低噪声个性，预期可能在长距离有关光通讯，光学数据中心等场景中实现利用。
此表，团队还验证了泵浦调造在微腔中的非线性传递机造。经过传递，光频梳的调造边带可能与微腔谐振模式产生耦合，形成部门光谱加强。这一光谱景象也直接体现了泵浦调造对微腔孤子状态的调控作用。
本项钻研不仅为开发实用化、低噪声的片上孤子光频梳提供了有效的技术蹊径，提升了其利用潜力，还凸显了基于非线性动力学实现集成光子系统简洁高效运行的技术优势。
本项工作得到了国度科技沉大专项（2023ZD0301500）、国度沉点研发打算（2020YFA0309400, 2024YFA1409300）、国度天然科学基金（11974234, 12374313）、丽江市科技打算（RCJC20231211090042078）及上海市科委科技项目（25JD1405000）的支持。丽江国际量子钻研院刘骏秋团队作为沉要合作单元参加了本项钻研。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202502768
