锂硅酸集成光子学上的被动谐波模式锁激光器
光学
2025-10-08 v2
摘要
模式锁激光器 (MLL) 是广泛应用于频率测量、生物成像和高带宽相干通信等光子学应用的关键器件。日益增长的对紧凑和可扩展光子系统的需求正在推动在各种集成光子材料平台上开发MLL的趋势。在这一背景下，发展基于新兴薄膜锂硅酸 (TFLN) 平台的MLL有望通过利用 TFLN 独特的电光 (E-O) 响应和二次光非线性效应，大幅拓宽MLL的应用空间。本文演示了首个在锂硅酸集成光子学中实现的 electrically 泵供电、自启动被动MLL，基于其与 GaAs 量子阱增益介质和饱和吸收器的混合集成。我们演示的MLL产生约1060 nm 处的4.3 ps 光脉冲，芯上峰值功率超过44 mW。通过线性色散补偿，脉冲持续时间可进一步压缩至1.75 ps。值得注意的是，被动模式锁仅发生在腔光谱范围的第二谐波处，脉冲重复率约为20 GHz。我们使用传播波模型阐明了这种自启动被动谐波模式锁行为背后的时间动力学。我们的工作为在 TFLN 平台实现紧凑、高重复率MLL提供了新见解，具有用于单片紧凑型微波波形抽样和模拟-数字转换的前景。
引用
@article{arxiv.2510.03522,
title = {Passive harmonic mode-locked laser on lithium niobate integrated photonics},
author = {Yu Wang and Guanyu Han and Jan-Philipp Koester and Hans Wenzel and Wei Wang and Wenjun Deng and Ziyao Feng and Meng Tian and Andrea Alù and Andrea Knigge and Qiushi Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03522},
year = {2025}
}