近年来，对于小型化、集成化宽带频率转换器件的需求增加。宽带频率转换有助于实现全光波长转换，构建多通道波分复用器(WDM)以满足大容量光通信的需要，还可以提高量子通信中纠缠光子对的产生效率, 也可以为红外探测提供了一种新的方法。

在本文中，我们提出并演示了一种基于温度梯度方案的宽带双折射相位匹配(BPM)二次谐波产生的方法，该方法避免了复杂的周期极化过程，并具有灵活的热光可调性。通过控制施加在波导上的温度梯度，可以有效地调节相位匹配谱的带宽和移动。此外，本文还演示了基于飞秒激光的电信c波段的宽带二次谐波产生。综上，该温度梯度方法为各种集成光子学平台的可调谐宽带非线性变频开辟了新的途径。

图1  斜切波导结构和温度梯度示意图。

图2  随温度梯度变化，倍频曲线的带宽增加，模拟（左）和实验（右）

图3  随温度梯度变化，宽带倍频曲线的移动

图4  在温度梯度波导中基于飞秒光的宽带倍频

该成果发表在“Yongzhi Tang, Tingting Ding, Chuanyi Lu, Jing Qiu, Yuting Zhang, Yiwen Huang, Shijie Liu, Yuanlin Zheng, and Xianfeng Chen, Broadband second-harmonic generation in an angle-cut lithium niobate-on-insulator waveguide by temperature gradient, Optics Letters, 48(5), 1108-1111 (2023)”。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.481649