光刻定义的室温低阈值亚波长红光发射混合等离激元激光器
介观与纳米尺度物理
2017-03-08 v1
摘要
混合等离激元激光器提供深亚波长光限制、强增强的光-物质相互作用，并且凭借纳米级尺寸有望在光通信、生物传感和光刻中获得新应用。迄今报道的亚波长混合等离激元激光器常使用自下而上生长的纳米线、纳米棒和纳米方块，难以将这些器件集成到工业相关的密集等离激元电路中。在此，我们报道了首个基于AlGaInP的、室温下红光发射的混合等离激元激光器的实验演示，采用基于光刻的制造工艺。展示了分别具有深亚波长二维和三维模式限制（\lambda^2/56 和 \lambda^3/199）的谐振腔。一系列腔几何结构（波导、环、方块和圆盘）显示出极低的激光阈值0.6-1.8 mJ/cm^2，增益带宽宽（610 nm-685 nm），这归因于增益材料的异质几何结构、优化的刻蚀技术以及增益材料与等离激元模式的强重叠。最重要的是，我们建立了模式限制与增强的吸收和受激发射之间的联系，这在维持极小混合等离激元腔的低激光阈值中起关键作用。我们的结果为混合等离激元激光器与光学和电子科技平台的进一步集成铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1612.09431,
title = {Lithographyically defined, room temperature low threshold subwavelength red-emitting hybrid plasmonic lasers},
author = {Ning Liu and Agnieszka Gocalinska and John Justice and Farzan Gity and Ian Povey and Brendan McCarthy and Martyn Pemble and Emanuele Pelucchi and Hong Wei and Christophe Silien and Hongxing Xu and Brian Corbett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.09431},
year = {2017}
}
备注
20 pages