[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 采用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备的宽带中红外定向耦合器与多模干涉耦合器

摘要： 首次展示了工作在4微米中红外波段的首款宽带定向与多模干涉耦合器。研究人员利用聚焦的800纳米、5.1兆赫兹重复频率飞秒激光，在南安普顿大学提供的商用硫系玻璃（镓镧硫化物，GLS）上刻写器件。通过将三条独立激光写入轨迹并排排列，形成低损耗波导，其传播损耗低至0.22分贝/厘米。这些波导被用于构建非对称定向耦合器，通过定制其中一条臂的传播常数来展平器件的色度响应。通过局部改变样品穿过焦点的进给速率，在器件耦合区域获得传播常数变化。由此制成的3分贝耦合器在500纳米波长范围内具有波长平坦响应（耦合比变化±5%），而对称定向耦合器仅在<200纳米范围内实现该特性。多模干涉耦合器则通过排列26条激光刻写轨迹形成140微米宽的多模干涉区（长度5-10毫米）。由于顺序写入工艺导致的多模干涉区内非对称性，产生了端口依赖的交叉耦合比。但在注入左侧输入端时，8.1毫米长的器件实现了接近3分贝的耦合。该器件在3.75至4.25微米波长范围内展现出近乎完美的无色散特性。