光子集成蓝光激光器，Nature Photonics

紫外蓝光光谱范围（360–480 nm）内的工作频率捷变激光器，是自由空间与水下光通信、光原子钟以及里德堡原子量子计算等多种技术的共同需求。集成激光器以紧凑、稳健的形式为这些应用提供了极具前景，但这一波段长期缺少兼顾窄线宽与快速调频的集成方案。

近日，瑞士洛桑联邦理工学院Simone Bianconi & Tobias J. Kippenberg团队在Nature Photonics上发文，报道了一种工作在461nm的光子集成蓝光激光器，同时实现了频率捷变与低相位噪声。

将氮化镓激光二极管混合集成到低损耗氮化硅光子平台上，通过高Q微腔自注入锁定，制造了集成蓝光激光器。基于传播损耗约0.4dB cm⁻¹的氮化硅波导平台：微环谐振腔实测负载Q值达2.5×10⁶，为自注入锁定提供了窄带反馈。锁定后的461nm激光线宽低于30kHz，输出功率超过1mW。

在光子回路上，单片集成了氮化铝压电驱动器，通过应力光学效应高速调制折射率，实现无跳模的线性频率啁啾：啁啾范围最高900MHz，重复频率可达1MHz，调谐非线性低于2%。

该激光器演示了两项应用：在水信道中，通过离散化啁啾速率、以多电平频率编码传输标识图案；另一个是在气溶胶探测中，利用461nm处显著高于1550nm的瑞利散射系数，获得可分辨的相干拍频响应。

图1｜低噪声、FMCW 光子集成蓝光激光器。

图2｜SIL 蓝光激光器表征。

图3｜具有集成蓝光激光器的水下 FMCW 通信链路。

图4｜具有混合集成蓝光激光器的气溶胶 LiDAR 传感。

来源：今日新材料

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