氟化锂/银层调制的低阈值多波长放大研究

"这篇研究论文探讨了一种利用氟化锂/银层调制实现低阈值、同时多波长放大的自发发射技术。通过在多层活动平面波导上应用银调制层，能有效限制自发发射在单一活性层内的扩散，而氟化锂层则被插入活性层与调制层之间，以防止荧光猝灭并确保泵浦能量集中在单个波导内。实验观察到，在光学泵浦下，对应于不同活性层的503纳米和662纳米波长的自发发射同时发生，且阈值极低，分别约为37.2和39.7微焦耳/平方厘米。" 正文： 这篇论文聚焦于一种创新的光子学技术，旨在实现低阈值的同时多波长放大自发发射（ASE）。ASE是一种非线性光学现象，其中光放大是由介质中的随机涨落引起的，通常在激光器中用于产生宽带光源。然而，实现同时多波长的放大并且保持低阈值是一项挑战，因为这需要精细的光场控制和材料选择。 论文中提出的方法是采用多层结构的活性平面波导，并通过引入银(Ag)层和氟化锂(LiF)层进行调制。银层作为调制层，其高折射率差能够有效地约束ASE的传播，从而提高光放大效率。银因其优异的电导性和光学性质，常被用于光学器件中以增强光的反射和吸收效果。在这个研究中，银层的引入有助于在活性层内形成良好的光场约束，降低了阈值。 氟化锂层的加入则解决了荧光猝灭的问题。荧光猝灭是指由于分子间的相互作用导致荧光发射强度降低的现象，这会显著降低光放大效率。氟化锂具有良好的光学透明性，且对某些特定波长的光有高的折射率，因此它能作为隔离层，防止活性层的荧光受到调制层的影响，同时也能有效地将泵浦能量限制在单个波导层内，从而提高光转换效率。 在实际实验中，研究人员通过光学泵浦激发这些波导结构，观察到了503纳米和662纳米两种不同波长的ASE信号。这两个波长对应于不同的活性层，表明系统可以同时支持多个独立的增益带。最值得注意的是，这种ASE的阈值极低，分别约为37.2和39.7微焦耳/平方厘米，这在多波长ASE系统中是非常低的，显示出该设计的高效性能。 这项研究的成果对于开发新型光子器件，如可调谐激光器、光谱分析仪和光通信系统，具有重要的理论和实际意义。通过优化材料组合和结构设计，有可能进一步降低阈值，增强多波长放大效果，推动光子学技术的进步。此外，这种调制策略也可能启发其他领域，例如半导体照明、光电子和量子信息处理，探索新的光场调控方法和材料集成方案。