El modo láser de defectos de la banda fotónica bidimensional-Gap en modo láser de dos dimensiones.

Área de la Ciencia:

• La fotónica es la fotónica.
• La optoelectrónica es la óptica electrónica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los cristales fotónicos ofrecen propiedades ópticas únicas para la manipulación de la luz.
• Las cavidades láser miniaturizadas son cruciales para los circuitos fotónicos integrados.
• El fosfuro de arseniuro de galio indio (InGaAsP) es un material clave para la optoelectrónica de 1,55 micrómetros.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una cavidad láser formada a partir de un único defecto en un cristal fotónico 2D.
• Para lograr un confinamiento eficiente de fotones en un volumen de longitud de onda inferior.
• Para realizar el láser a temperatura ambiente en un láser de cristal fotónico compacto.

Principales métodos:

• Fabricación de un cristal fotónico 2D con un defecto que actúa como una microcavidad óptica.
• Integración de pozos cuánticos tensados para ganancia óptica.
• Bombeo óptico y caracterización del rendimiento de lasing a bajas temperaturas.

Principales resultados:

• Demostración de una microcavidad óptica con confinamiento vertical por una guía de ondas y confinamiento lateral por un espejo de cristal fotónico 2D.
• El confinamiento de fotones dentro de un pequeño volumen de aproximadamente 0,03 micrómetros cúbicos.
• Observación de la acción de láser pulsado a 1,5 micrómetros desde dispositivos bombeados ópticamente a 143 Kelvin.

Conclusiones:

• Un cristal fotónico 2D de un solo defecto puede formar una cavidad láser eficiente.
• El diseño de microcavidad demostrado permite un confinamiento significativo de la luz.
• Este trabajo allana el camino para dispositivos fotónicos y láseres altamente integrados.