Ein Wellenleiter-basierter extern-kavitäts Halbleiterlaser mit eindimensionalem photonischem Kristall-Nanobalkenresonator wurde vorgeschlagen. Durch die Kopplung eines reflektierenden Halbleiter-Lichtverstärkers mit einem siliziumbasierten Nanobalkenresonator wurde ein hybrider integrierter Laser realisiert. Der Nanobalkenresonator besitzt eine hohe Güte, kleines Modenvolumen und kompakte Abmessungen und ist die zentrale passive Komponente zum Aufbau eines schmalbandigen, abstimmbaren externen Halbleiterlasers. Ein umfassendes Simulationsmodell für den wellenleiterbasierenden extern-kavitäts Laser mit Nanobalkenresonator wurde entwickelt, der Modenumwandler für eine effiziente Kopplung des reflektierenden Halbleiter-Lichtverstärkers an den Silizium-einmoden-Wellenleiter optimiert, außerdem wurden der Einfluss von Einspeiseverlusten des Modenumwandlers und der Reflexion der externen Kavität auf die Laserausgangsleistung untersucht. Es wurde festgestellt, dass durch Änderung des Brechungsindex der Umgebung des Nanobalkenresonators eine effiziente Wellenlängenabstimmung des Lasers möglich ist, mit einer simulierten Abstimmungseffizienz von 120 nm/RIU. Die Größe des Nanobalkenresonators des entworfenen extern-kavitäts Lasers beträgt nur 0,7 μm × 20 μm, die simulierte Linienbreite liegt bei 30 kHz.

extern-kavitäts Halbleiterlaser; Nanobalken; Silizium-Photonik; hybride Integration