Оптоэлектронный дизайн внешнего лазера на основе одномерного фотонного кристалла с нанокаркасным резонатором
摘要
Предложен направляющий внешний полупроводниковый лазер с нанокаркасным резонатором одномерного фотонного кристалла, реализующий гибридный интегрированный лазер через стыковку отражающего полупроводникового усилителя и кремниевого нанокаркасного резонатора. Нанокаркасный резонатор обладает высоким качественным фактором, малым объемом моды и компактными размерами, являясь ключевым пассивным устройством для создания узкополосных и настраиваемых внешних полупроводниковых лазеров. Создан комплексный модельный симулятор направляющего внешнего лазера на нанокаркасном резонаторе, оптимизирован конвертер моды для эффективного сопряжения отражающего усилителя и кремниевого одномодового линейного волновода, а также обсуждены влияния потерь вставки конвертера моды и отражательной способности внешнего резонатора на характеристики излучения. Выявлено, что изменение показателя преломления среды вокруг нанокаркасного резонатора эффективно регулирует длину волны лазера с коэффициентом настройки 120 нм/RIU. Размеры нанокаркасного резонатора разработанного внешнего лазера составляют всего 0,7 мкм на 20 мкм, а рассчитанная ширина линии равна 30 кГц.
关键词
внешний полупроводниковый лазер; нанокаркас; кремниевый фотоник; гибридная интеграция