窄线宽、压电可调谐的集成光子蓝色激光器
光学
2025-08-05 v1
摘要
频率可调的紫外至蓝色光谱范围（360-480 nm）激光器是自由空间和水下光通信、光子原子钟以及Rydberg原子量子计算平台等多种技术的关键使能器。集成光子激光器通过单体集成实现低噪声性能与快速频率调谐，具有紧凑可靠的体积优势。然而，由于当前半导体材料和光子集成技术的局限性，在蓝色光谱范围内实现此类激光器仍具挑战性。本文报道了首个实现的约461 nm集成光子蓝色激光器，同时实现了频率灵活性和低相位噪声。该实现基于石墨烯氮化镱基激光二极管与制作于低损耗硅氮化物光子平台（传播损耗为0.4 dB/cm）的高Q值微腔体的混合集成。激光器表现为亚30 kHz线宽，输出光功率超过1 mW。此外，将铝氮化物压电执行器单体集成到光子电路上，以实现折射率的高速调制，从而调谐激光频率。实现了最高1 MHz重复率下的最多900 MHz线性频率扫频，调谐非线性小于2%。我们展示了该集成激光器在水下通信和相干气溶胶探测实验中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2508.02568,
title = {Narrow-linewidth, piezoelectrically tunable photonic integrated blue laser},
author = {Anat Siddharth and Asger B. Gardner and Xinru Ji and Shivaprasad U. Hulyal and Mikael S. Reichler and Alaina Attanasio and Johann Riemensberger and Sunil A. Bhave and Nicolas Volet and Simone Bianconi and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02568},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 13 figures