集成飞秒脉冲和频率梳源是广泛应用的关键组件，包括光学原子钟、微波光子学、光谱学、光波合成、频率转换、通信、激光雷达、光学计算和天文学。片上脉冲产生的主要方法，依赖于具有三阶非线性或半导体增益的微谐振器内部锁模。然而，这些方法，在噪声性能、波长和重复率可调性方面受到限制。或者，通过使用电光调制器，调制连续波单频激光器，可以在没有锁模的情况下，合成亚皮秒脉冲。

美国哈佛大学（Harvard University)Mengjie Yu，Marko Lončar等，在Nature上发文，报道了在集成铌酸锂光子平台上，实现了芯片级飞秒脉冲源，使用级联低损耗电光振幅和相位调制器以及啁啾布拉格光栅chirped Bragg grating，形成时间透镜系统。

该器件由连续波分布反馈激光器芯片驱动，并由单个连续波微波源控制，无需任何稳定或锁定。实验测量了飞秒脉冲序列（520飞秒持续时间），重复频率为30千兆赫，平顶光谱具有12.6纳米的10分贝光学带宽，单个梳线功率高于0.1毫瓦，脉冲能量为0.54皮焦。

这一研究结果代表了一种可调谐的、鲁棒的和低成本的集成脉冲光源，其连续波脉冲转换效率比以前的集成光源高一个数量级。这一脉冲发生器，有望应用于超快光学测量或分布式量子计算机网络等领域。

图1：通过时间透镜系统，对光脉冲进行电合成的概念。

图2：飞秒脉冲发生器，基于集成铌酸锂芯片的电光时间透镜。

图3：波长复用，平顶，高功率电光梳状源。

图4：在薄膜铌酸锂上，色散波导的集成时间透镜系统。

图5：全集成飞秒脉冲发生器。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05345-1

本文译自Nature。