超低阈值连续波量子点微型 BIC 激光器
光学
2023-04-27 v2
摘要
具有超低阈值与单模连续波（CW）工作的高紧凑激光器一直是光子集成电路（PICs）中久寻不得的组件。连续域中的光子束缚态（BICs）因其捕获光与增强光-物质相互作用的优异能力，已在结合各类 BIC 腔与光学增益材料的激光构型中被研究。然而，实现具有高紧凑尺寸与超低 CW 阈值的 BIC 激光器仍难以企及。我们通过在外延 InAs/GaAs 量子点（QD）增益薄膜上制备微型化 BIC 腔，展示了 1310 nm O 波段室温 CW BIC 激光器。通过实现光与载流子在三个维度上的有效限制，实现了 12 μW（0.052 kW/cm^2）的超低阈值。单模激射也在小至仅 5*5 元胞（约 2.5*2.5 μm^2 腔尺寸）、模体积为 1.16(λ/n)^3 的腔中实现。凭借其小 footprint、超低功耗、制备鲁棒性与集成适应性等优势，微型 BIC 激光器为面向高容量光通信、传感与量子信息的未来 PICs 提供了前景光源。
引用
@article{arxiv.2207.11704,
title = {Ultra-low threshold continuous-wave quantum dot mini-BIC lasers},
author = {Hancheng Zhong and Jiawei Yang and Zhengqing Ding and Mujie Rao and Lidan Zhou and Yingxin Chen and Ying Yu and Siyuan Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11704},
year = {2023}
}