研究人员创造出一种集成到纳米光子平台中的紧凑型锁模激光器，能够产生高功率、超快的光脉冲。这一微型化 MLL 技术的突破将极大地拓展光子学的应用领域。为了改进通常需要笨重的台式设备的技术，Quishi Guo 及其同事将模式锁定激光器（MLL）缩小到光学芯片大小，并集成了纳米光子平台。研究结果表明，开发超快纳米光子系统具有广泛的应用前景。
模式锁定激光器（MLL）能以极快的速度产生相干超短光脉冲--皮秒和飞秒量级。这些设备支持光子学领域的众多技术，包括极端非线性光学、双光子显微镜和光学计算。
然而，大多数 MLL 价格昂贵、耗电量大，而且需要庞大的分立光学元件和设备。因此，超快光子系统的使用通常仅限于桌面实验室实验。此外，用于驱动纳米光子平台的所谓"集成"MLL 还存在严重的局限性，如峰值功率低和缺乏可控性。
通过将半导体光放大器芯片与新型铌酸锂薄膜纳米光子电路进行混合集成，Guo 等人创造出了与光学芯片大小相当的集成 MLL。
据作者称，该 MLL 能在 1065 纳米左右产生 ~4.8 皮秒的超短光脉冲，峰值功率为 ~0.5 瓦特，是纳米光子平台中输出脉冲能量和峰值功率最高的集成 MLL。
此外，研究人员还表明，集成 MLL 的重复率可在 ~200 兆赫兹范围内进行调整，激光的相干特性也可精确控制，这为实现完全稳定的片上纳米光子频率梳源提供了一条途径。
参考文献：《纳米光子铌酸锂中的超快锁模激光器》，作者：Qiushi Guo、Benjamin K. Gutierrez、Ryoto Sekine、Robert M. Gray、James A. Williams、Luis Ledezma、Luis Costa、Arkadev Roy、Selina Zhou、Mingchen Liu 和 Alireza Marandi，2023 年 11 月 9 日，《科学》。
DOI: 10.1126/science.adj5438
编译来源：ScitechDaily