混合集成超低 linewidth 线圈稳定型无隔离器可调外腔激光器
光学
2025-07-03 v2 量子物理
摘要
精密应用（包括量子计算与探测、mmWave/RF 发生与计量学）对广可调、超低相位噪声激光器提出了严苛要求。当前，这些实验采用大型台式系统，包含批量光学元件与隔离器，以实现所需的噪声水平、稳定性与可调性。光子集成技术将实现可规模、可靠且可便携的解决方案。本文报道了一种混合集成的外腔广可调激光器，稳定于 10 米长的集成线圈共振器，实现了跨 60 nm 调谐范围内 3-7 Hz 基本 linewidth 与 27-60 Hz 积分 linewidth，最高可达 40 nm 调谐范围内 1.8E-13 的 Allan 偏差（6.4 ms），在频率噪声与积分 linewidth 上较现有技术降低了数个数量级。通过实现无光学隔离器的稳定化，利用其对光反馈的 30 dB 鲁棒性（远超商业 DFB 激光器）。激光器与参考腔体均采用同一 Si3N4 CMOS 兼容工艺制造，为通向可集成可见到短波红外（ShortWave-IR）频率稳定激光器的路径。
引用
@article{arxiv.2501.15010,
title = {Hybrid integrated ultra-low linewidth coil stabilized isolator-free widely tunable external cavity laser},
author = {David A. S. Heim and Debapam Bose and Kaikai Liu and Andrei Isichenko and Daniel J. Blumenthal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15010},
year = {2025}
}