基于高对比度光栅谐振腔的准连续域束缚态激光用于气体检测
光学
2021-07-13 v3
摘要
在本工作中，我们提出并数值研究了一种基于连续域束缚态（BIC）概念的二维微激光器。该器件由夹在两层高对比度光栅层之间的薄增益层（若丹明6G染料掺杂二氧化硅）构成。在适当选择拓扑参数的情况下，该结构支持多种BIC模式；特别是当在点部分打破连续域束缚态时，它支持高Q值准BIC模式。光泵浦增益介质提供充足的光学增益以补偿准BIC模式损耗，从而实现超低泵浦阈值（能量密度17 J/cm）和可见光范围内极窄的光学线宽激射。该创新器件在气体检测方面表现出优异的传感性能，发射波长随环境折射率变化（量级为）灵敏地向长波长偏移。所实现的体灵敏度为221 nm/RIU且信噪比高，创纪录的品质因数达到4420 RIU。这种由超窄谐振实现的超紧凑低阈值准BIC激光器可作为片上气体传感器的有力候选。
引用
@article{arxiv.2105.08885,
title = {Quasi-BIC laser enabled by high-contrast grating resonator for gas detection},
author = {H. Zhang and T. Wang and J. Tian and J. Sun and S. Li and I. De Leon and R. P. Zaccaria and L. Peng and F. Gao and X. Lin and H. Chen and G. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.08885},
year = {2021}
}