“這項研究展示的超快鎖模激光設(shè)計和工作原理新穎獨特。在薄膜鈮酸鋰芯片上實現(xiàn)電泵浦超快激光將顯著擴(kuò)大該領(lǐng)域的潛力，并對光子學(xué)和其他領(lǐng)域具有非常重要的意義。”

這項被審稿人給予高度評價的研究，來自美國紐約市立大學(xué)和美國加州理工學(xué)院團(tuán)隊。他們展示了世界首例集成在薄膜鈮酸鋰光芯片上的具有高脈沖峰值功率的電泵浦鎖模激光器。

在這項研究中，研究人員巧妙地融合了三五族半導(dǎo)體的高激光增益和薄膜鈮酸鋰優(yōu)異的電光特性，通過混合集成的方式制造出片上鎖模激光，實現(xiàn)了高功率超短脈沖激光輸出。

值得關(guān)注的是，該激光器在 1065 納米左右產(chǎn)生了重復(fù)頻率為 10GHz，寬度為 4.8 皮秒的超短光脈沖，其脈沖能量大于 5 皮焦耳，峰值功率大于 0.5 瓦特。“截至目前，我們的激光輸出脈沖能量和峰值功率，均為納米光子學(xué)平臺下鎖模激光器的最高水平。”郭秋實表示。

憑借其高輸出峰值功率和精確的頻率控制能力，該鎖模激光器有望構(gòu)建出完全片上集成的超快非線性光學(xué)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)頻率完全鎖定的光頻梳、超連續(xù)譜光源和原子鐘等。這將極大地推動光通信、醫(yī)學(xué)成像、精準(zhǔn)測量、計算等領(lǐng)域的發(fā)展。“從更長遠(yuǎn)來看，該片上鎖模激光器或可在相干通信、精準(zhǔn)計時、精準(zhǔn)測量領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用。”郭秋實說。