10月20日消息，NIST项目利用光学参量振荡将不可见的红外转换为可见的颜色。在集成微芯片上产生可见光是光子学在光谱学和计量学中的潜在应用的一个重要方面，也是现场准备制造过程规模扩大的一个重要方面。

实现大范围的波长光子集成电路和集成光一代变成一个平台已经有挑战性,但是光参量振荡(详细),光的特点是通过固体晶体结构改变时,被认为是一个很有潜力的途径克服它们。

NIST的一个项目已经展示了基于氮化硅的微谐振器中的三阶OPO如何从红外光源产生几种波长的可见光，拓宽了迄今为止OPO方法所产生的可见光的范围。这项工作在Optica上有报道。

NIST的方法表明，一个波长范围可以通过一个单一的、小规模的平台获得，而不需要笨重的桌面激光器或一系列不同的半导体材料。根据NIST的说法，在微芯片上建造这样的激光器也提供了一种低成本的方法来将激光器与光学时钟和量子通信系统所需的微型光学电路集成。

该项目形成了芯片上的NIST的一部分，一个缩小NIST的测量-科学技术的计划，其目标是使它能够直接分布到工业，医学，国防和学术界的用户。

NIST团队评论说：“我们的工作代表了利用非线性纳米光子学获取可见光所需波长方面的重大进展，可能在光谱学、计量学和量子科学方面有许多应用。”

先前基于氮化硅的三阶OPO结构用于可见光产生的研究只能输出在可见光光谱的长波长边缘，目前尚不清楚OPO设计是否能被修改以允许获得任何其他感兴趣的波长。

这个新项目利用了精心设计的OPO结构增强简并四波混合的能力。简并四波混合是一种非线性过程，在这种过程中，两个或三个波长之间的相互作用产生两个或一个新的波长，同时保存入射光子的能量。根据NIST的说法，这是第一次利用这种效应在微芯片上产生特定的可见光波长，这种微芯片有可能大规模生产。

NIST说：“为了创造多种可见光和红外颜色，该团队在每个微芯片上制造了几十个微谐振器，每个微谐振器的尺寸略有不同。”

“研究人员仔细选择了这些尺寸，以便不同的微谐振器能产生不同颜色的光。这种策略使得一种波长变化相对较小的近红外激光器能够产生范围广泛的特定可见光和红外颜色。”

在试验中，在780至790纳米的近红外波长范围内改变输入激光可以使微芯片系统产生绿色至红色、560至760纳米以及800至1200纳米的红外波长的可见光。

NIST的Kartik Srinivasan评论道:“我们的方法的好处是，只要调整微谐振器的尺寸，就可以获得这些波长中的任何一个。”

未来的工作将包括获得更高的频率，包括蓝光和紫光，这将需要新的OPO设计。目前输出功率限制在泵浦激光功率的30-40db之间，提高输出功率的方法也将需要使该工艺适合于广泛的商业应用。

NIST的luxiyuan Lu说：“虽然这只是第一次演示，但我们对将这种非线性光学技术与成熟的近红外激光技术相结合的可能性感到兴奋，这将创造出可用于多种应用的新型芯片上光源。”