将锁模激光器缩小至光学芯片大小

为了改进一项通常需要笨重台式设备的技术，Quishi Guo 和同事将锁模激光器 (MLL) 缩小到一个具有集成纳米光子平台的光学芯片的大小。这些结果表明，开发超快纳米光子系统具有广泛的应用前景。锁模激光器（MLLs）能以极快的速度（处于皮秒和飞秒数量级的）产生相干超短光脉冲。这些设备开启了光子学领域中的众多技术，其中包括极端非线性光学、双光子显微镜学和光学计算。然而，大多数的 MLLs 价格昂贵、功率要求高，并且需要笨重的分立式光学元件和设备。因此，超快光子系统的使用通常限于实验室中的桌面实验。此外，用于驱动纳米光子平台的所谓 “集成式” MLLs 也面临峰值功率低和缺乏可控性等重大局限性。通过半导体光学放大器芯片与新型薄膜锂铌酸盐纳米光子电路的混合集成，Guo 等人创建了一个光学芯片大小的集成 MLL。据作者介绍，该 MLL 可产生约 1065 纳米的 ~ 4.8 皮秒的超短光脉冲，其峰值功率 ~ 0.5 瓦——这是纳米光子平台中任何集成 MLLs 的最高输出脉冲能量和峰值功率。此外，Guo 等人证明，集成 MLL 的重复率可以在 ~ 200 兆赫范围内调谐，并且可以精确控制激光器的相干属性，从而为完全稳定的芯片上纳米光频梳源提供途径。