单根微线中的全硫系拉曼参量激光器、波长转换器和放大器

紧凑、高能效且与光纤兼容的激光器、波长转换器和放大器是未来光纤系统和网络的关键要素。非线性光学效应，如拉曼散射和参量四波混频，为实现此类器件提供了途径。在此，我们利用单根硫系微线实现了一种器件，该器件兼具斯托克斯拉曼参量激光器、四波混频反斯托克斯波长转换器以及超宽带斯托克斯/反斯托克斯拉曼放大器或超连续谱发生器的功能。该器件的运行依赖于硫系微线超高的拉曼增益和 Kerr 增益（比石英光纤高五个数量级）、精确设计的色散以及高光敏性。该拉曼参量激光器在创纪录的低阈值平均（峰值）泵浦功率 52 \muW（207 mW）下运行，斜率效率大于 2%。通过非线性四波混频过程产生了强大的反斯托克斯信号。作为放大器或宽带光源，当在 1550 nm 波长泵浦时，该器件覆盖的波长（频率）范围大于 330 nm（47 THz）。鉴于该器件的基本工作原理是非线性光学过程，预计其可在硫系玻璃的整个传输窗口（{\lambda}~1 10 \mum）内运行。