中红外激光芯片上的驱动亮孤子
光学
2024-01-31 v1
摘要
尽管集成光学频率梳技术不断进步，但在3微米至12微米的中红外波长范围内，紧凑的短亮脉冲源至今仍难以实现。目前最先进的中红外超快脉冲发射器是基于近红外或可见光脉冲激光源下转换的复杂、庞大且低效的系统。在此，我们展示了一种纯直流驱动的半导体激光芯片，该芯片可在8.3微米中心波长、吉赫兹重复频率下产生皮秒孤子。该孤子产生方案类似于无源非线性克尔谐振器。它依赖于有源非线性激光谐振器中的快速双稳态，这与半导体激光器中依赖可饱和吸收体的传统被动锁模或通过增益调制的主动锁模不同。驱动激光器、有源环形谐振器、耦合器和泵浦滤波器等所有组件的单片集成，实现了亮孤子的免调试产生，无需主动稳定即可连续稳定运行数小时。此类器件可使用标准制造协议在工业激光代工厂中轻松生产。我们的工作统一了有源和无源微谐振器频率梳的物理机制，同时为中红外非线性集成光子学建立了一项技术。
引用
@article{arxiv.2401.16773,
title = {Driven bright solitons on a mid-infrared laser chip},
author = {Dmitry Kazakov and Theodore P. Letsou and Marco Piccardo and Lorenzo L. Columbo and Massimo Brambilla and Franco Prati and Sandro Dal Cin and Maximilian Beiser and Nikola Opačak and Pawan Ratra and Michael Pushkarsky and David Caffey and Timothy Day and Luigi A. Lugiato and Benedikt Schwarz and Federico Capasso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16773},
year = {2024}
}