单体压电可调混合集成激光器，亚纤维激光相干性
光学
2024-12-02 v1 应用物理
摘要
超低噪声激光器是数据通信、激光雷达 (LiDAR)、量子计算与探测、光学计量等广泛应用中的关键工具。近期集成光子学的进展，特别是超低损耗硅氮化物 (SiN) 平台的发展，使其性能超过传统老旧激光系统，包括纤维激光的相位噪声。该平台还可以与单体集成压电材料相结合，从而实现频率可调的低噪声激光器。然而，该方法目前仍未突破超低频率噪声与频率灵活性之间的权衡。本文克服了这一挑战，展示了一个基于 SiN 平台的全集成激光器，其频率噪声低于纤维激光器，同时保持高速频率调制能力。该激光器输出功率为 30 mW，集成线宽为 4.3 kHz，固有线宽为 3 Hz，表现出与商业纤维激光器相当或更好的相位噪声性能。通过单体集成压电氧化铝 (AlN) 微机电系统 (MEMS) 执行器实现频率灵活性，其频率作用于带宽可达 400 kHz。这种超低噪声与频率灵活性的结合，为频率计量、光纤传感和相干传感应用提供了紧密激光锁定的可能性。我们的结果表明，'下一代'集成光子电路（超越硅）在相干性和频率作用于方面超过了老旧激光系统的性能。
引用
@article{arxiv.2411.19264,
title = {Monolithic piezoelectrically tunable hybrid integrated laser with sub-fiber laser coherence},
author = {Andrey Voloshin and Anat Siddharth and Simone Bianconi and Alaina Attanasio and Andrea Bancora and Vladimir Shadymov and Sebastien Leni and Rui Ning Wang and Johann Riemensberger and Sunil A. Bhave and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.19264},
year = {2024}
}