基于 1D 拓扑界面态的窄线宽激光器
光学
2024-07-11 v1
摘要
近期的拓扑一维光子晶体概念的进展已使开发基于拓扑界面态 (TIS) 集成于腔中心的稳健光发射器成为可能。本研究理论和实验地演示了一种 1D-TISE-PC 结构。通过将线性色散的零指数一维光子晶体结构与四相位移抽取光栅集成，光子在腔内无相位差传播，从而增强了对材料变化的鲁棒性并扩展了 TIS。我们的发现表明，扩展 TIS 有助于沿激光腔实现更均匀的光子分布，并减缓空间孔掩模 (SHB) 效应。我们制造并表征了一台波长为 1550 nm 的侧壁 1D-TISE-PC 激光器，实现了从 60 mA 到 420 mA 稳定单模运行，侧模抑制比达 50 dB。1D-TISE-PC 结构的线宽缩小效应约为 150 kHz 普朗瓦线宽。利用对 4PS 抽取光栅的重建等效频移技术，使 1D-TISE-PC 激光器阵列的波长控制达到了 0.796 nm 加 0.003 nm 的波长间距。我们指出，TIS 在 TISE 腔中仍然存在，拓扑保护得以保持。其模式扩展特性缓解了 SHB 效应，从而缩小了线宽。我们认为，该架构的设计简单性和改进的制造容差使其适用于高功率和窄线宽半导体激光器的开发。
引用
@article{arxiv.2407.07545,
title = {Narrow Linewidth Laser Based on Extended Topological Interface States in One-Dimensional Photonic Crystals},
author = {Xiao Sun and Zhibo Li and Yiming Sun and Yupei Wang and Jue Wang and Huihua Cheng and Cong Fu and John H. Marsh and Anthony E. Kelly and Lianping Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.07545},
year = {2024}
}