研究人员开发出具有空前性能的新型电泵浦边缘发射激光器芯片
发布时间：2023-06-28 08:00:00 阅读数： 77
a. 等谱工程可以建立准或模态的PT对称性，通过仔细选择腔体尺寸，强制主势的二阶模式和其有损伙伴的基本模式之间的共振互动。在这种配置中，主电势的电泵浦允许单模发光。 c. 标准单波导激光器与准PT对称设计的LI曲线比较。资料来源：Enes Şeker, Babak Olyaeefar, Khalil Dadashi, Serdar Şengül, Mohammad Hosain Teimourpour, Ramy El-Ganainy, and Abdullah Demir
在发表于《光》杂志的一项新研究中： 科学与应用》上发表的一项新研究中，由毕尔肯特大学UNAM-材料科学与纳米技术研究所的Abdullah Demir助理教授领导的科学家团队成功开发了一种新型电泵浦边缘发射激光器芯片，具有前所未有的性能。这种大面积的准PT对称激光器的单模输出功率水平为400毫瓦，同时保持了与窄波导激光器件相当的光束质量，并在室温下运行，无需冷却。
半导体激光器在现代技术中无处不在，但由于相互竞争的优化目标，创建新的设备架构仍然是一个挑战。主要障碍之一是增加激光波导的宽度会导致光束质量下降，因为出现了高阶模式。克服这一障碍的现有技术可能会引起基本模式的损失，因此需要采取替代策略。
研究小组的装置由两个耦合的波导组成，伙伴势力只支持一种模式，其传播常数与主波导的二阶模式相同。这允许通过向主波导注入电流来选择性地泵送基本模式，从而实现单模制度下的发光。研究小组使用标准测量方法验证了该装置的电气和光学特性。
展示了一种新型的大面积半导体激光器配置，以实现高功率发射和高光束质量。这是通过在一个双模激光器腔体的二阶模式和一个单模辅助伙伴腔体的二阶模式之间实现准PT对称来实现的。这种新方法允许对基本光学模式进行选择性泵浦，从而在单模系统中产生激光。该激光器是使用符合半导体激光器工业标准的材料平台和制造工艺建造的。
非赫米特光子学最近已成为提高激光器性能的一个有前途的途径。在这些概念中，奇偶性时间（PT）对称性已经显示出抑制高阶模式和实现单模式操作的潜力。非赫米特效应和其他对称性概念之间的相互作用也已被研究，以开发新的设计。然而，由于热效应和更高的载流子浓度和光功率引起的谐振频率偏移，这些概念是否能扩展到现实的设备上还不确定。
参考资料
Enes Şeker et al, Single-mode quasi PT-symmetric laser with high power emission, Light: Science & Applications (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01175-6
