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用于中红外应用的SOI拉曼激光器综合建模与设计

DOI：10.1109/jlt.2020.2985693 期刊：Journal of Lightwave Technology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本文提出了一种绝缘体上硅（SOI）平台连续波拉曼激光器的综合模型。通过将该模型的输出结果与文献中的实验数据进行对比，验证了该模型的有效性。随后，我们设计了一款采用片上环形谐振腔的2.232微米拉曼激光器，并对阈值功率、输出功率等激光特性进行了数值分析。综合考虑工艺偏差因素后，确定了谐振腔长度与功率耦合比的最优参数值。最终通过为激光谐振腔设计可调谐定向耦合器（DC），提出了一种稳健的拉曼激光器设计方案。研究表明：当硅波导传播损耗降至0.6 dB/cm且通过p-i-n结消除自由载流子时，可实现阈值功率16 mW、斜率效率62%的拉曼激光器。
作者： Mohammad Ahmadi，Lo?c Bodiou，Wei Shi，Sophie LaRochelle
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一个绝缘体上硅（SOI）平台上连续波拉曼激光器的综合模型，并设计一个具有片上环形谐振腔的2.232微米拉曼激光器。

研究成果

该研究提出了一个绝缘体上硅（SOI）平台上连续波拉曼激光器的综合模型，并设计了一个采用片上环形谐振腔的2.232微米拉曼激光器。优化后的设计显示出16毫瓦的阈值功率和62%的斜率效率，证明了硅光子学平台上高效中红外光源的潜力。

研究不足

该研究基于数值模拟，所提出的设计方案需通过实验验证。拉曼激光器的性能取决于传播损耗的降低和自由载流子的清除，而这些因素在实际应用中可能存在差异。

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