近年来，硅基光子学吸引了学术界和工业界的极大关注，在集成光通信器件、片上光互联、生物光子学以及非线性光学等领域存在巨大的应用前景。特别的，微纳硅基光波导具有极小的模式面积以及很高的三阶非线性系数，非常适合克尔非线性光学效应的产生与应用。同时，在硅基光波导中，除了克尔非线性效应外，入射光场可以通过双光子吸收效应产生高浓度的自由载流子，进而实现各种新颖的自由载流子非线性效应。

近日，电子科技大学通信与信息工程学院邱昆教授领导的光通信研究团队在光学领域顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》发表了题为《Six-wave mixing induced by free-carrier plasma in silicon nanowire waveguide》（硅基纳米线波导中自由载流子引发的六波混频效应）的科研论文。通信与信息工程学院青年教师周恒为该论文的第一作者，电子科技大学为第一通讯单位，合作单位为加州大学洛杉矶分校以及上海交通大学。

图： 硅基波导中自由载流子引发的六波混频效应原理示意图以及实验光谱

周恒老师与合作者在研究中首次发现，硅基波导中由双光子吸收产生的自由载流子可以响应多个入射光场之间的拍频振荡，并诱发自由载流子吸收和自由载流子色散对入射光场进行幅度和相位调制，从而产生一种不同于传统克尔非线性效应的新型多波混频效应，即自由载流子六波混频效应。

通过精密的实验测试和深入的理论分析，周恒等人原创性地展示了自由载流子六波混频的主要特性，以及自由载流子六波混频与传统克尔四波混频之间的相互作用。该研究成果展示了一种全新的光与物质非线性相互作用过程，并在全光信号处理、光孤子产生与操控、光学超连续谱产生、以及纠缠光子制备等领域具有丰富的潜在应用。

邱昆教授带领的光通信研究团队从2011年开始开展硅基光子学的基础与应用研究，与国内外著名高校和企业深入合作，已取得丰富的研究成果。团队成员已在Physical Review Letters, Optics Express, Scientific Report等期刊上发表论文20余篇，牵头承担完成了国家863重大项目“基于硅基微环谐振器的16×16高速光交换芯片研究”。

文章链接：

Heng Zhou, et al, "Six-wave mixing induced by free-carrier plasma in silicon nanowire waveguides," Laser & Photonics Reviews, Volume 10, Issue 6, November 2016, Pages 1054–1061, DOI: 10.1002/lpor.201600124

邱昆教授简介：

电子科技大学教授，博导，Email：kqiu@uestc.edu.cn

个人主页：点击此处进入

研究方向：以光纤通信理论与技术、光纤通信系统、光电子器件等。

（本文来源：电子科技大学新闻网；）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页