硅/III-V异质集成技术下的窄线宽半导体激光器进展教程

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激光器线宽测试是衡量激光器性能的关键参数之一,它反映了光辐射的频率稳定性。线宽越窄,意味着激光输出的单色性越好,对于通信、精密测量等领域具有重要意义。本文主要关注的是外腔窄线宽激光器的发展,特别是通过硅/III-V族异质集成技术实现的进展。 在半导体激光器中,线宽测试通常涉及到对激光光谱进行分析,以确定其强度随频率的变化程度。这一过程涉及到的技术包括傅里叶变换光谱分析(FTIR)、光谱扫描或利用高分辨率光谱仪测量激光的自发发射或受激发射谱。窄线宽激光器的研究重点在于减少自发辐射噪声和机械振动等因素引起的线宽拓宽,以实现更高的稳定性和相干性。 文章《APLPhotonics》(2019年4,111101)详细介绍了利用Si/III-V异质集成技术制造窄线宽可调谐半导体激光器的方法。这种技术结合了硅基芯片的低成本和高性能与III-V族材料如砷化镓等的优良光学特性,如更高的量子效率和较低的阈值电流。通过这种集成方式,可以实现激光器的优化设计,例如减小热效应对线宽的影响,并提高激光器的温度稳定性和调谐能力。 文章作者Minh A. Tran, Duanni Huang, 和 John E. Bowers在文中探讨了这种方法在当前硅光子学领域之外的潜力,以及它如何推动Hybrid Integration beyond Silicon Photonics这一特殊主题的发展。他们强调了这种异质集成技术对于量子点光子集成电路未来发展的前景,指出它可能为光通信系统提供更高效、低噪声的光源。 此外,文章还提到了其他相关研究,如关于低噪声、可调谐的硅光子激光器的综述,以及关于混合和异质光子集成的最新进展。这些研究共同展示了在不断追求光辐射纯度和稳定性方面所取得的进步,这对于现代信息技术,如数据中心通信、精密测量仪器和量子计算等领域的发展具有重要意义。 这篇文章提供了深入理解外腔窄线宽半导体激光器研发现状及前景的重要资源,特别强调了异质集成技术在实现这些高性能激光器中的关键作用。通过阅读和参考这些内容,研究人员和工程师可以更好地了解如何优化和设计下一代光子学器件,以满足日益增长的高性能应用需求。