两维异构准BIC光子晶体表面发射激光器具有低分歧的二维异构
Renjie Tang1,2,3, Yilin Shi2,3, Hongpeng Shang2,3
1State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
研究人员使用体量子点和氧化开发了一种新的连续 (BIC) 激光中的准结合状态. 这种集成光子晶体激光器实现了高光束质量和定向发射,为先进的光子应用铺平了道路.
科学领域:
- 光子学和激光技术的发展
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子光学是一种量子光学.
背景情况:
- 垂直腔表面发射激光器 (VCSEL) 的目标是高光束质量,大面积输出和紧的足迹,需要有效的光束限制和最小的损失.
- 连续体中的受限状态 (BIC) 提供了一种在光子结构中捕获光的方法.
- 光子晶体 (PhC) 是一种具有周期性结构的工程材料,可以控制光的传播.
研究的目的:
- 为了将连续体 (BIC) 和光子带隙 (PhC) 中的束状态结合起来,用于准BIC单模激光器.
- 使用一个体量子点 (CQDs) /氧化 (SiO2) 混合集成平台.
- 从一个紧的激光设备实现高光束质量和定向发射.
主要方法:
- 制造一个无缺陷的六角形异构PhC腔体,有三个区域.
- 在SiO2纳米柱阵列中嵌入一个薄的CQDs膜,以获得光学增益和PhC骨干.
- 使用模式间隙进行横向限制和准BIC用于垂直辐射合.
主要成果:
- 实现了一个近似BIC单模PhC激光器,其明确的发射集中在正常表面方向的±1.85°内.
- 演示了 216.75 μJ/cm2 的光学送能量密度门.
- 展示了准BIC激光器的设计灵活性和多功能性,即使在低折射率下也是如此.
结论:
- 在CQDs/SiO2混合平台上的准BIC PhC激光器为高性能激光器件提供了有前途的方法.
- 结合BIC和PhC,可以有效地限制光线和方向发射.
- 潜在的应用包括腔量子电动力学,非线性光学和集成光学.
