Diseño optoelectrónico de láser de cavidad externa basado en nanocavidad de cristal fotónico unidimensional

HU Qingbo ,  

YANG Yisu ,  

TONG Binbin ,  

XIONG Weihong ,  

YAN Yingzhan ,  

ZHU Gangyi ,  

YANG Daquan ,  

摘要

Este artículo propone un láser semiconductor de cavidad externa tipo guía de onda con una nanocavidad de cristal fotónico unidimensional. Mediante la acoplamiento de un amplificador óptico semiconductor reflectivo con una nanocavidad basada en silicio, se ha logrado un láser integrado híbrido. La nanocavidad posee un alto factor de calidad, pequeño volumen modal y dimensiones compactas, siendo un componente pasivo central para construir láseres de cavidad externa con ancho de línea estrecho y sintonizables. Establecimos un modelo integral de simulación para el láser de cavidad externa basado en nanocavidad, optimizamos el convertidor de modo para lograr un acoplamiento eficiente entre el amplificador óptico semiconductor reflectivo y la guía de onda lineal monomodo basada en silicio, y discutimos además el impacto de la pérdida de inserción del convertidor de modo y la reflectividad de la cavidad externa en el rendimiento de emisión del láser. Encontramos que cambiar el índice de refracción del entorno de la nanocavidad permite un ajuste eficiente de la longitud de onda del láser, con un valor simulado de eficiencia de ajuste de 120 nm/RIU. Las dimensiones de la nanocavidad del láser de cavidad externa diseñado son solo 0.7 μm × 20 μm, y el ancho de línea simulado es de 30 kHz.

关键词

láser semiconductor de cavidad externa; nanocavidad; fotónica basada en silicio; integración híbrida

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