基于硅氮化物平台的微转移印刷连续波和模式锁激光集成（800 nm）
光学
2025-04-25 v1 应用物理
摘要
增强现实/虚拟现实(AR/VR)、光学原子钟以及量子计算等应用需要将(近-)可见激光源进行光子集成，以实现大规模商业化。将 III-V 光学增益材料与低损耗硅氮化物波导异构集成，可实现集成低噪声激光于单芯片上的复杂光子电路。此前此类实现主要针对远红外波长，较短波长处用于高效 III-V 与硅氮化物波导间光耦合的选择较少。最近的 wafer-bonded 设备在这些波长上需要复杂的耦合结构且散热性能较差。本文克服了上述挑战，展示了一种基于 wafer-scale 微转移印刷的方法，将功能性 III-V 器件直接集成到商业硅氮化物平台的硅基板上。我们展示了将高效的 GaAs-based 放大器与集成饱和吸收器 butt-coupling 到硅氮化物腔体。结果表明，产生了扩展腔体连续波和模式锁激光，脉冲列重复率在 3.2至 9.2 GHz 之间，并具有卓越的被动稳定性，基本射频线宽为 519 Hz。这些结果表明了利用可扩展制造在 800 nm 构建复杂高性能全集成激光系统的潜力，为 AR/VR、非线性光子学、计时、量子计算等领域带来了新的发展前景。
引用
@article{arxiv.2504.16993,
title = {Micro-Transfer Printed Continuous-Wave and Mode-Locked Laser Integration at 800 nm on a Silicon Nitride Platform},
author = {Max Kiewiet and Stijn Cuyvers and Maximilien Billet and Konstantinos Akritidis and Valeria Bonito Oliva and Gaudhaman Jeevanandam and Sandeep Saseendran and Manuel Reza and Pol Van Dorpe and Roelof Jansen and Joost Brouckaert and Günther Roelkens and Kasper Van Gasse and Bart Kuyken},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16993},
year = {2025}
}
备注
9 pages main article, 7 pages supplementary. 4 main figures, 9 supplementary figures