由模式开关边界拓扑实现的非厄米激光阵列宽带连续频率调谐

宽带连续频率调谐是半导体激光器灵活性的核心要素，但现有方法通常依赖外部移动部件，限制可扩展性与集成度。本文展示仅通过控制泵浦电流实现的非厄米激光阵列宽带连续频率调谐。我们证明，在两台频率偏移（$\Delta\omega$）与相对损耗（$\Delta\alpha$）的耦合亚激光器中，出现一种模式开关边界，塑造低损耗超模的频率景观。该边界的拓扑由伪对称（PS）分支与伪破对称（PSB）分支组成，二者在异常点（EP）处相连。当调谐轨迹穿越 PS 分支时，频率调谐呈离散；穿越 PSB 分支则实现连续调谐；穿越 EP 可获得最大连续调谐范围。实验使用两台耦合 terahertz 量子级联激光器实现 10 GHz 连续调谐，由任意数量的泵浦电流组合实现。将该方法扩展至多元阵列进一步将连续调谐范围扩大至 163 GHz。这些结果为无移动部件的半导体激光器实现宽带连续调谐奠定了通用途径，并凸显了非厄米光子学及更广泛领域的动态本征值工程潜力。