自注入锁定片上激光器的线宽收窄

III-V QW/QD DFB激光器和SiN微扰谐振器。作者：Emad Alkhazraji、Weng W. Chow、Frédéric Grillot、John E. Bowers和Yating Wan

基于量子阱(QW)和量子点(QD)半导体材料的片上激光二极管因其卓越的特性，包括高功率效率、高温工作和小外形尺寸，已成为多种应用的主要技术。尽管QW已被广泛应用于商业产品中，但QD因其独特的零维态密度和类似原子的退变性，已成为一种极具吸引力的替代技术。

在自注入锁定的帮助下，III-V族激光器与SiN微谐振器的异质集成不仅具有结构紧凑和大批量生产的固有优势，而且还提高了稳定性。与在原生平台上生长的III-V族激光器相比，该技术能够在线宽收窄方面实现更优越的性能。

发表在《Light： 科学与应用》（Light: Science & Applications）上发表的一项新研究对复合腔激光器有源介质的设计进行了参数化研究。该研究团队由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）集成光子学实验室的Yating Wan教授、美国阿尔伯克基桑迪亚国家实验室的Weng W. Chow博士和Frédéric Gréric教授领导、 来自法国巴黎综合理工学院LTCI、Télécom Paris的Frédéric Grillot教授和美国加州大学圣巴巴拉分校的John Bowers教授重点研究了载流子量子约束对锁定复合腔器件的动态和光谱特性的影响。

4D设计空间和每个设备的最佳点。作者：Emad Alkhazraji, Weng W. Chow, Frédéric Grillot, John E. Bowers, and Yating Wan

具体来说，他们研究了将III-V族QW或QD分布反馈（DFB）激光器与SiN微孔谐振器集成后可实现的发射光谱细化或线宽缩小。"该论文的第一作者Emad Alkhazraji说："当适当调整并锁定到一个或多个微孔的whispering gallery模式时，瑞利后向散射形式的光反馈可使激光二极管的激光线宽大幅降低到Hz级。

通过遗传算法对QW和QD器件进行了多目标设计-操作优化分析，从而结束了参数调查。然后采用多决策算法来确定每个优化变量的最佳设计操作点。"这些发现为更全面的参数研究提供了指导，可以为工程设计提供及时的结果。