集成波导布里渊激光器
光学
2019-01-03 v1
摘要
对高性能芯片级激光器的需求推动了集成光子学的快速增长。此类低噪声激光源的创造对于新兴的片上应用至关重要，范围从相干光通信、光子微波振荡器到遥感和光学旋转传感器。尽管布里渊激光器是应对这些挑战的一种有前景的解决方案，但仍需通过晶圆级集成来创建稳健、紧凑、低功耗和低成本的布里渊激光技术的新策略。迄今为止，由于难以在商用集成平台上实现这些激光器，芯片级布里渊激光器一直难以实现。在本文中，我们首次演示了基于超低损耗 Si3N4/SiO2 波导平台的晶圆级工艺制造的单片集成布里渊激光器。在负载 Q 因子超过 2800 万的集成总线耦合谐振器中，观察到受激布里渊激光级联至 10 个斯托克斯阶。我们通过实验量化了激光性能，包括阈值、斜率效率和级联动力学，并将结果与理论比较。大模体积集成谐振器和增益介质支持仅 TE 模共振和独特的 2.72 GHz 自由光谱范围，这对于高性能集成布里渊激光至关重要。该激光器基于提供宽布里渊增益带宽的非声学导引设计。由于大的腔内光功率和低激光阈值功率，展示了高性能激光的特性。报道了跨多个晶圆的多个芯片的一致激光性能。该设计适用于实用高良率、高相干片上布里渊激光器的晶圆级集成。
引用
@article{arxiv.1709.04512,
title = {Integrated Waveguide Brillouin Laser},
author = {Sarat Gundavarapu and Matthew Puckett and Taran Huffman and Ryan Behunin and Jianfeng Wu and Tiequn Qiu and Grant M. Brodnik and Cátia Pinho and Debapam Bose and Peter T. Rakich and Jim Nohava and Karl D. Nelson and Mary Salit and Daniel J. Blumenthal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.04512},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 6 figures, methods