整合激光稳定与隔离-芯片 | Nature Photonics

光子学的快速发展，带来了集成器件的爆炸式增长，这些集成器件，有望在纳米尺度上，提供产品级table-top技术相同的性能，预示着下一代光通信、传感和计量，以及量子技术。然而，共同集成高性能激光系统的多个组件挑战，使得这些纳米级设备的应用，受制于比设备本身大几个数量级的庞大激光源。

近日，美国 斯坦福大学（Stanford University）Alexander D. White, Geun Ho Ahn等，在Nature Photonics上发文，报道了高性能激光器的两个主要组件——降噪和隔离——可同时获得在单个、无源、CMOS兼容的纳米光子器件中，从而消除了组合不兼容技术的需求。

为了实现这一点，利用高品质因数氮化硅环形谐振器的长光子寿命和非互易克尔非线性来自注入锁定半导体激光器芯片，同时还提供隔离。还确定了以前未意识到的当前片上激光器架构的功率状态限制，系统克服了这一限制。这种设备（称之为整合激光稳定器unified laser stabilizer），还展示了一种具有内置隔离和降噪功能的片上集成激光系统，具有交钥匙可靠性。

这种方法，不同于直接小型化和集成传统激光系统组件，并有助于弥补与完全集成光学技术之间的差距。

Unified laser stabilization and isolation on a silicon chip. 硅芯片上的整合激光稳定和隔离。

图1: 工作原理。

图2: 隔离与降噪系数noise reduction factor，NRF的权衡。

图3: 高Q反馈。

图4: 器件性能。