研究目的
展示一种由半导体光放大器和二维光子晶体腔组成的混合外腔光子晶体激光器的性能,该光子晶体腔采用低温非晶硅制备,并证明对非晶硅光子晶体腔谐振波长具有光刻控制能力,以及在光通信波长处实现单模激光输出。
研究成果
该研究成功展示了低温非晶硅中结合半导体光放大器与二维光子晶体腔的混合外腔光子晶体激光器的运行。它实现了对谐振波长的光刻控制,并在通信波长下达成单模激射,不过需进一步优化以维持单模运行。
研究不足
由于腔体长度问题,该研究未能维持激光器的单模运行,通过将腔长缩减至毫米量级可缓解此问题。此外,制备工艺与材料特性可能限制其性能表现及与CMOS技术的集成度。
1:实验设计与方法选择:
研究涉及在低温非晶硅中制备色散适配(DA)光子晶体(PhC)腔体,并搭建混合外腔激光器,采用半导体光放大器(SOA)作为增益介质,PhC腔体作为波长选择镜。
2:样本选择与数据来源:
样本包括沉积在硅片SiO2层上220纳米厚的非晶硅层,其上刻蚀有DA PhC腔体。
3:实验设备与材料清单:
设备包括扫描电子显微镜(SEM)、光谱分析仪(OSA)及商用SOA(Kamelian SOA OPA-20-N-C-F-A)。材料包括非晶硅、SU8聚合物及Accuglass T11旋涂玻璃。
4:实验流程与操作步骤:
流程包含非晶硅沉积、PhC腔体图案化、聚合物波导制备及腔体光学特性与激光性能表征。
5:数据分析方法:
通过分析光学透射谱与激光输出谱确定谐振波长、Q因子及边模抑制比(SMSR)。
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