基于光子整合的单颗粒镱钒氮化锂微盘激光器及其自激脉冲
光学
2026-04-27 v1
摘要
稀土掺杂材料是傳統固態激光器的基礎，但其 bulk 結晶形式本質上與光子整合不相容，使得實現緊湊、高性能的納米尺度激光源具有挑戰。氮化锂絕緣層(LNOI)因其卓越的電光和非線性光學特性，已成為光子整合的最有前景的平台之一。將 Nd3+ 掺杂與 LNOI 結合，提供了將 Nd3+ 離子提供的高效益與 LNOI 優良特性統一的獨特可能性。然而，尚未 demonstrated 過來自於 Nd:LNOI 的 on-chip 激光發射。本工作報告了我們首次實現的集成 Nd:LNOI 微盘激光器，在 785.10 nm 泵浦下展示了 1094.17 nm 的激光發射，激光閾值為 146 μW，斜率效率為 1.962×10^(-5)。除了連續波運行外，我們進一步觀察到在百微秒尺度上的自激激光脈衝，激光脈衝持續時間可達 500 μs，振盪週期為 6.45 ms，源於非線性熱光-光致電致動力學。我們展示了在單晶集成 Nd:LNOI 腔體內實現穩定的連續波激光和自激脈衝發射。結果擴展了 LNOI-based 激光器的運作自由度，為深層集成增益與內在非線性動力學過程開闢了新方向。
引用
@article{arxiv.2604.22397,
title = {On-Chip Neodymium-Doped Lithium Niobate Microdisk Laser with Self-Induced Pulsing},
author = {Yuxuan He and Jiangwei Wu and Xiangmin Liu and Feiyang Shen and Feng Chen and Yuechen Jia and Xianfeng Chen and Yuping Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22397},
year = {2026}
}