高功率量子行走频率梳

由半导体激光器产生的高功率宽带频率梳对片上光谱学具有深远影响。本文展示了一种采用干刻蚀环形量子级联激光器，利用共振射频注入在中红外波长产生单向量子行走频率梳。来自环形谐振腔的高效光耦合在室温下提供超过 100 mW 的连续波输出功率，光束质量与 Fabry-Pérot 激光器相当。实验波形重建证实了这些频率梳是频率调制的，而非幅度调制（如主动锁模）。我们展示了实验波形与数值模拟之间的一致性，数值模拟基于简化的 Maxwell-Bloch 激光模型，并包含快速增益动力学、有限群速度色散和强 Kerr 非线性。此外，我们优化的器件架构——采用厚 Si3N4 钝化和降低寄生电容——使调制带宽超过 10 GHz。结合高输出功率以及多个环形激光器和波导耦合器单片集成的潜力，这些进展为全集成双梳光谱仪铺平了道路。