用于高通量运行的GaSbBi基SESAM的快速恢复动力学
光学
2025-05-09 v1 应用物理
摘要
工作在2-3微米波长区域的锁模激光器对于各种光谱应用很有意义。为此，基于GaSb的半导体可饱和吸收镜（SESAMs）正迅速发展为一种用于被动锁模的实用技术。然而，此类SESAMs要么遭受过高的双光子吸收，要么遭受缓慢的吸收恢复动力学。本研究引入了GaSbBi量子阱（QWs）作为一个新颖的平台，以确保为工程化具有降低的双光子吸收和超快吸收恢复时间的GaSb基SESAMs提供更大的材料选择范围。制备了三种GaSbBi量子阱SESAM设计，以将其性能与传统的GaInSb量子阱SESAMs进行比较。第一种结构使用典型的GaSb势垒，并表现出与传统设计相当的特性，包括1.09 μJ/cm²的饱和通量、1.41%的调制深度和6.03 ps的快速带间恢复时间。第二种设计采用了AlAs0.08Sb0.92势垒，实现了降低的双光子吸收，尽管代价是由于在AlAs0.08Sb0.92/GaSbBi量子阱异质结构生长过程中形成了非预期的Bi液滴而导致更高的非饱和损耗。重要的是，它保持了快速的带间恢复时间（30 ps），克服了具有AlAs0.08Sb0.92势垒的标准GaInSb量子阱SESAMs所表现出的缓慢恢复动力学。第三种设计探索了具有更高Bi含量的GaSbBi量子阱，目标是实现2.3 μm的更长波长操作，该设计表现出快速的恢复时间和良好的非线性反射率特性。然而，更高的Bi含量导致了更高的非饱和损耗。这些结果突显了GaSbBi量子阱在短波红外SESAMs中的潜力，为进一步的外延优化以提升其性能开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2505.03895,
title = {Fast Recovery Dynamics of GaSbBi-based SESAMs for high-fluence operation},
author = {Maximilian C. Schuchter and Joonas Hilska and Markus Peil and Eero Koivusalo and Marco Gaulke and Ursula Keller and Mircea Guina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03895},
year = {2025}
}