Lasers y amplificadores integrados de titanio y zafiro sobre aislante

Área de la Ciencia:

• Fotónica y tecnología láser
• Ciencias de los materiales
• La óptica cuántica

Sus antecedentes:

• Los láseres de titanio: zafiro (Ti: zafiro) son cruciales para la investigación, pero están limitados por el tamaño, el costo y los requisitos de alta potencia de la bomba.
• La tecnología Ti:sapphire existente restringe las aplicaciones en áreas como peines de frecuencia óptica y óptica cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una tecnología láser Ti: zafiro miniaturizada, rentable y escalable.
• Para superar las limitaciones de los láseres Ti: zafiro convencionales a través de la fotónica integrada.

Principales métodos:

• Fabricación de resonadores en modo de galería de susurro de baja pérdida utilizando una plataforma de titanio:zafiro sobre aislante (Ti:SaOI).
• Desarrollo de guías de onda Ti:SaOI para el confinamiento de modo mejorado.
• Integración de láseres Ti:SaOI con diodos láser verdes de bajo costo para bombeo.

Principales resultados:

• Logró un láser Ti: zafiro con un umbral de láser ultrabajo, sub-milliwatts.
• Demostró un amplificador óptico integrado con una amplificación sin distorsión sin precedentes de los pulsos de picosegundos a una potencia máxima de 1,0 kW.
• Se mostró un láser integrado sintonizable de Ti: zafiro bombeado por diodos láser verdes en miniatura.

Conclusiones:

• La plataforma Ti: SaOI permite una miniaturización significativa, reducción de costos y escalabilidad de la tecnología láser Ti: zafiro.
• Este avance allana el camino para nuevas modalidades de láser, incluidos los sistemas de matriz láser masivamente escalables.
• El trabajo democratiza la tecnología Ti:sapphire, reduciendo el costo y la huella en tres órdenes de magnitud y permitiendo la amplificación de banda ancha en estado sólido por debajo de 1 μm.