特温特大学研究人员在芯片上开发超高效白光激光器

特温特大学的一组研究人员在超高效片上超连续体生成方面取得了突破。该研究结果发表在《高级光子学研究》杂志上，代表了集成光子学领域向前迈出的重要一步，并使便携式医疗成像设备，化学传感和激光雷达的应用成为可能。

用于高效 SCG 的符号交替色散氮化硅波导。a） 集成波导结构 1 和结构 2 的示意图。较暗的区域表示氮化硅核心，而较亮的区域对应于氧化硅包层。标明了两种结构的总长度，还显示了ND和AD段的数量。非线性脉冲传播通过图示电场剖面的定性动力学显示。线段的长度和宽度不会按比例显示。有关波导的确切几何尺寸，请参阅支持信息 I。 b） 计算出 1350 nm 宽度的 AD 段（以红色显示）和 650 nm 宽度的 ND 段（以蓝色显示）的 s 偏振模与波长的色散曲线。还显示了波导的相关非线性系数。阴影区域是色散符号倒置的波长范围。c） p极化的色散曲线，类似于面板（b）。d） 实验装置的插图。使用提供超短脉冲的光纤激光器作为光源。PBS是指偏振分束器，DM是指介电镜（1550nm），SM是指宽带银镜，MM是指多模光纤。光谱分析仪（OSA）是指近红外或可见光谱分析仪（Ocean View NirQuest256和Ando AQ6315A光谱分析仪）。学分：高级光子学研究（2023 年）。DOI： 10.1002/adpr.202200296

激光通常发出相干的光：它们发射的波在频率和波形上是相同的。相干光使得以极低的噪声在极远的距离上发送窄光束成为可能。但这也意味着激光只发射一种颜色的光。这限制了他们的应用。

相比之下，超连续介质激光器能够产生连续的颜色光谱，因此可以呈现白色。它们用于3D成像设备。然而，事实证明，为了产生如此宽的色彩带宽，超连续激光器具有很高的峰值功耗（脉冲能量），是巨大的，必须在实验室中稳定。这使得它们比最初预期的昂贵且有用。

交替波导

特温特大学的研究人员设法显着减少了所需的脉冲能量。为此，该团队使用了所谓的符号交替色散波导。波导旨在通过交替加宽和缩小光束来控制光的散射。

“与传统方法相比，通过这种方法，我们将所需的脉冲能量减少了大约一千倍，”第一作者Haider Zia说，“这是集成光子学领域的一个令人兴奋的发展。我们的方法提供了一种在芯片上产生超连续光的更有效的方法，这在医学成像和激光雷达中有许多潜在的应用。

来源：激光制造网