苏州纳米所环形腔被动锁模激光技术的研究进展
环形腔被动锁模激光技术的最新发展动态 | OE NEWS
中国科学院苏州纳米所团队建立PML-SRLs理论模型，揭示工作状态受增益与损耗的时域平衡控制。模型结合时域行波方程与载流子密度偏微分方程，研究SOA载流子积累速率、SA载流子寿命及环形腔往返时间的关系。发表于Optics Express的工作还发现，窄增益谱SOA与短谐振腔配置可使输出脉冲合并，获得高能量光脉冲。
把增益、吸收体和腔往返时间放入统一动态模型，为理解半导体环形腔的锁模状态与脉冲合并提供了可迁移的设计思路。
环形腔被动锁模激光技术的最新发展动态 | OE NEWS
2024-07-10
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近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所半导体显示材料与芯片重点实验室的III-V信息光电子器件研究团队首次基于时域行波方程、载流子密度偏微分方程建立了PML-SRLs的理论模型，系统研究了该类器件的调控规律与设计优化准则。
该研究揭示出PML-SRLs的工作状态取决于激光器中的增益-损耗的时域平衡，而平衡由PML-SRLs中的半导体光放大器（SOA）的载流子积累速率、可饱和吸收体（SA）的载流子寿命、环形谐振腔的往返时间三者之间的瞬态关系决定。研究成果已发表在Optics express期刊上（请点击“阅读原文”查看论文）。论文的通讯作者为中国科学院苏州纳米所张瑞英研究员，第一作者为硕士研究生秦毕晟。该工作得到了江苏省重点研发计划的资助。
此外，该工作首次发现使用具有窄增益谱的SOA与短谐振腔长的锁模激光器可导致输出脉冲合并，获得高能量光脉冲。该项工作解决了PML-SRLs系统理论缺乏问题，所揭示的物理机制与优化准则适用于所有类型的PML-SRLs器件，为其进一步发展和应用奠定了基础。
图1 （a）仿真PML-SRLs器件示意图；（b）稳定锁模状态下，SOA中剩余载流子密度、SA中光生载流子密度、SOA中产生光脉冲随时间变化关系；（c）窄增益谱的半导体光放大器与短谐振腔长配置导致输出脉冲合并的演化图
来源：中国科学院苏州纳米所
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来源：光电汇·简讯 · oeshow.cn