信息學院王成課題組提出新機制調Q半導體激光器

ON2019-06-13CATEGORY科研進展

  我校信息學院后摩爾時代器件與集成系統中心王成教授課題組提出了一種新機制的調Q半導體激光器。該調Q激光器不需要插入任何飽和吸收體,在連續電泵浦條件下即可實現周期性脈沖輸出。近日,該成果以“Intensity Noise and Pulse Oscillations of an InAs/GaAs Quantum Dot Laser on Germanium”為題在IEEE光學學會頂級期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》上發表。

  半導體激光器在連續電泵浦的條件下通常實現連續激光輸出。為實現激光脈沖輸出,需要插入飽和吸收體實現調Q(品質因子)或鎖模。王成課題組提出使用特殊的鍺基量子點激光器,不使用任何飽和吸收體在連續電泵浦條件下即可實現周期性脈沖輸出。通過改變量子點激光器的偏置電流,實現了高質量的單周期和雙周期脈沖激光輸出(見圖一),在非線性動力學領域和微波光子學領域有重要的科學和應用價值。鍺基量子點激光器的特點是有源層中的量子點非均勻加寬比較大,當兩組能級間隔相差不大的量子點分別進行激射時,處于閾值之下的量子點能夠為閾值之上的激射量子點提供可飽和吸收機制,從而實現脈沖激光輸出。這一新機制的發現能夠大大簡化光子集成電路中脈沖激光器光源的設計。

  該項工作的第一作者是2017級碩士研究生周躍廣,王成教授為通訊作者。上??萍即髮W為第一完成單位,巴黎高科電信學校(Telecom ParisTech)和中科院上海微系統與信息技術研究所為合作單位。該項研究得到了國家自然科學基金和上海浦江學者項目的支持。

文章鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/8717669

圖一不同偏置電流下激光器的電譜(左),波形(中),和相圖(右)。其中(a)和(d)為單周期振蕩,(b)和(c)為雙周期振蕩。