可调谐自注入锁定窄线宽片上光源

窄线宽激光器在相干激光通信、相干探测激光雷达、高精度分布式光纤传感等领域有着重要而广泛的应用.高品质因子(Q值)氮化硅(Si3N4)微环谐振腔可提供积累的离散分布光反馈,将其与分布式反馈(DFB)半导体激光器进行混合集成,可获得高集成度的片上窄线宽光源,有望应用于硅基光电子芯片的系统级集成.2021年,美国UCSB大学基于Q值为108的Si3N4微环谐振腔的背向瑞利散射实现了自注入锁定(SIL),获得Hz量级的本征线宽;2021年,清华大学在Q值为8 × 105的Si3N4微环谐振腔中制备孔缺陷,背向瑞利散射强度得到增强,得到了更优的噪声抑制效果,本征线宽低至34. 2 Hz.2022年,瑞士EPFL大学在Si3N4微环谐振腔上方制备了压电陶瓷(PZT)薄膜,实现了100 Hz本征线宽、1 GHz调谐范围的调频连续激光输出.近期,重庆大学提出了自适应分布反馈激光线宽深压缩的方法,搭建了一种单纵模DFB激光主腔结合分布反馈结构的混合集成式片上激光系统,在常态条件下获得了积分线宽为10 Hz的激光.背向瑞利散射强度与微环谐振腔波导尺寸、加工工艺以及耦合封装损耗相关,通常强度较低且难以精确调控,自注入锁定激光器存在稳定性不高、调谐范围受限的问题.