面向中红外环激光器的光纤-波导混合架构

我们报道了一种通过荧光玻璃中制造的方向耦合器实现的中红外环激光器。利用 femtosecond 脉冲激光直接写入，在荧光玻璃中制造了具有高正折射率变化的低损耗波导。经过优化，这些波导可高效导引 2.7 {\textmu}m 波长的光。制造并实验表征了具有系统可变耦合间隙和相互作用长度的方向耦合器，显示可控的功率分比范围从 100:0 的完全传输到 50:50 的均匀耦合。选用 7 {\textmu}m 耦合间隙和 1.5 mm 相互作用长度的方向耦合器，提供 80:20 的功率分比，集成到贴合掺铒-ZBLAN 纤维中实现环激光腔体。该装置在 2716.7 nm 处产生 14.2 mW 的稳定激光输出。本工作代表着首个实现的全光纤-芯片集成的中红外激光源，为荧光玻璃中的 3D 集成光子学开辟了新途径，使其在传统光纤光学体系结构中实现此前难以实现的设计灵活性。