Kerr nonlinearity plays a pivotal role in nonlinear photonics. Recent advancement in wafer bonding techniques has led to the creation of a cubic silicon carbide-on-insulator (3C-SiCOI) platform with improved crystalline quality, offering exciting prospects for investigating the Kerr effect in 3C-SiC. In this paper, we demonstrate 3C-SiC's Kerr effects through design, fabrication, and experimental investigation. By using the cavity enhanced four-wave mixing based on microring resonator (MRRs) supporting transverse electric or magnetic (TE/TM) polarizations on the 3C-SiCOI platform, we experimentally retrieve the Kerr nonlinear index (n2) of 3C-SiC within diverse waveguide dimensions, revealing a value of 4.92 and 5.00 × 10−19 m2/W for TE and TM polarizations, respectively. We further confirm the thermal stability of the 3C-SiC in Kerr effects at elevated temperatures from 100 °C to 300 °C, showing negligible change of n2. Moreover, we demonstrated optical parametric oscillation (OPO) in the fabricated single mode MRR via a dual-pump configuration. With an input power of less than 50 mW, a distinct OPO spectrum covering the C band has been achieved. These results signify the emergence of 3C-SiCOI as a promising platform for Kerr applications.

中文翻译：

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立方碳化硅绝缘体平台上 TE/TM 微环谐振器中的克尔非线性


克尔非线性在非线性光子学中起着举足轻重的作用。晶圆键合技术的最新进展导致了立方碳化硅绝缘体 （3C-SiCOI） 平台的创建，该平台具有更高的晶体质量，为研究 3C-SiC 中的克尔效应提供了令人兴奋的前景。在本文中，我们通过设计、制造和实验研究证明了 3C-SiC 的 Kerr 效应。通过在 3C-SiCOI 平台上使用基于微环谐振器 （MRR） 的腔体增强四波混频，支持横向电或磁 （TE/TM） 极化，我们实验检索了 3C-SiC 在不同波导尺寸内的克尔非线性指数 （n2），揭示了 TE 和 TM 极化× 4.92 和 5.00 10−19 m2/W 的值。我们进一步证实了 3C-SiC 在 100 °C 至 300 °C 高温下在克尔效应中的热稳定性，表明 n2 的变化可以忽略不计。此外，我们通过双泵配置演示了制造的单模 MRR 中的光学参量振荡 （OPO）。凭借小于 50 mW 的输入功率，实现了覆盖 C 波段的独特 OPO 频谱。这些结果标志着 3C-SiCOI 成为 Kerr 应用的一个有前途的平台。