来自分散补偿天线合平面化环量子级联激光器的太赫兹光学单子
Paolo Micheletti1, Urban Senica1, Andres Forrer1
1Institute for Quantum Electronics, ETH-Zürich, 8093 Zürich, Switzerland.
Science advances
|June 14, 2023
概括
研究人员在太赫兹量子级联激光器 (QCL) 中实现了芯片上的光学散射凯尔单子 (DKS). 这一突破使得DKS在更长的波长上产生,从而推进了集成光子学.
科学领域:
- 量子光学就是一个量子光学.
- 半导体设备物理学 半导体设备物理
- 太赫兹技术是太赫兹技术.
背景情况:
- 光学散射的克尔单子 (DKS) 对于芯片上的光学频率是至关重要的.
- 之前的DKS演示仅限于被动微回振器和中红外 QCL.
- 在太赫兹 (THz) QCL 中实现DKS对于将其应用扩展到更长的波长至关重要.
研究的目的:
- 实现芯片上的光学散射凯尔单子 (DKSs) 在特拉赫兹 (THz) 量子级联激光器 (QCLs).
- 开发一个无缺陷的THz环QCL与异常分散的技术平台.
- 研究用于先进光子应用的THz QCL中DKSs的生成和特征.
主要方法:
- 使用波导平面化平台制造无缺陷的THz环QCL.
- 实现一个同心合的波导,用于分散补偿.
- 使用被动宽带目标天线来增强功率提取和远场控制.
- 基于复杂的金兹堡-兰道方程 (CGLE) 的数值模拟.
主要成果:
- 成功实现了异常分散的THz环QCLs.
- 在自由运行的操作中观察光谱与sech2包裹.
- 支持DKS形成的实验证据,包括歇斯底里行为,模式相差测量和12比秒长的自启动脉冲的重建.
- 实验结果和CGLE数值模拟之间有很好的一致性.
结论:
- 在太赫兹量子级联激光器 (QCLs) 中展示了第一个光学消耗Kerr单离子 (DKSs) 在芯片上的生成.
- 开发的技术平台和分散补偿技术使得在更长的THz波长下能够产生DKS.
- 这些发现为使用DKSs的新型THz光子设备和应用铺平了道路.
