Laser con bloqueo de modo ultrarrápido en niobato de litio nanofotónico

Área de la Ciencia:

• Fotónica y ingeniería óptica
• Ciencias de los materiales
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• Los láseres con bloqueo de modo (MLL) son cruciales para la generación de pulsos ópticos ultracortos.
• Los MLL integrados para circuitos nanofotónicos se enfrentan a desafíos como baja potencia pico y mala controlabilidad.
• Los MLL existentes luchan con la integración en las plataformas nanofotónicas.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un láser con bloqueo de modo activo (MLL) bombeado eléctricamente en niobato de litio nanofotónico.
• Para superar las limitaciones de los MLL actuales para conducir circuitos nanofotónicos ultrarrápidos.
• Para lograr una generación de pulsos ultrarrápidos de alta potencia controlada en el chip.

Principales métodos:

• Integración híbrida de un amplificador óptico de semiconductores III-V con niobato de litio nanofotónico.
• El bombeo eléctrico del láser de modo bloqueado.
• Caracterización de las propiedades del pulso, tasa de repetición y frecuencia de desplazamiento de la envolvente portadora.

Principales resultados:

• Demostración de un MLL activamente bombeado eléctricamente en niobato de litio nanofotónico.
• Generación de pulsos ópticos de ~4,8 s a 1065 nm con una frecuencia de repetición de ~10 GHz.
• Energías de pulso alcanzadas >2,6 pJ y potencias máximas >0,5 W.
• Se ha demostrado un amplio control de la velocidad de repetición y la frecuencia de desplazamiento de la envolvente portadora.

Conclusiones:

• El MLL desarrollado supera las limitaciones anteriores en fotónica integrada.
• Proporciona una vía para peines de frecuencia totalmente estabilizados en el chip.
• Permite nuevas posibilidades para circuitos y aplicaciones nanofotónicas ultrarrápidas.