《基於矽線波導脈衝壓縮和鎖模的新型脈衝雷射器》是依託浙江大學，由高士明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於矽線波導脈衝壓縮和鎖模的新型脈衝雷射器
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：高士明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小型化和集成化是未來雷射器的重要發展方向之一。近年來，基於絕緣體上矽(SOI)材料的矽線波導顯示出了超強的光約束能力，而且與積體電路製作工藝兼容，基於矽線波導有望實現體積更小、成本更低廉的新型集成雷射器。但由於矽是間接帶隙半導體，很難直接作為發光材料，這成為矽基雷射器研製的最大阻礙。儘管通過受激拉曼散射可以實現矽基拉曼雷射器，但必須提供脈衝泵浦光才能獲得脈衝輸出。本項目將研究利用矽線波導中雙光子吸收引起的自由載流子吸收效應進行脈衝壓縮和鎖模的新型矽基脈衝雷射器，分析雷射脈衝產生機理並最佳化矽線波導的結構和尺寸，實驗實現雷射脈衝輸出並測試脈衝的相關特性，探索諧振腔外可調的脈衝壓縮和整形方法，以滿足不同套用的需要。本項目是國內對矽基脈衝雷射器的首次探索，該類新型的脈衝雷射器具有集成性好、體積小、輸出可控、不需脈衝泵浦、潛在成本低等諸多優點，本項目的研究將為我國矽基雷射器的發展提供有價值的參考。
結題摘要
小型化和集成化是未來雷射器的重要發展方向之一。近年來，基於絕緣體上矽(SOI)材料的矽線波導顯示出了超強的光約束能力，而且與積體電路製作工藝兼容，基於矽線波導有望實現體積更小、成本更低廉的新型集成雷射器。但由於矽是間接帶隙半導體，很難直接作為發光材料，這成為矽基雷射器研製的最大阻礙。儘管通過受激拉曼散射可以實現矽基拉曼雷射器，但必須提供脈衝泵浦光才能獲得脈衝輸出。本項目研究了利用矽線波導中雙光子吸收引起的自由載流子吸收效應進行脈衝壓縮和鎖模的新型矽基脈衝雷射器，主要完成了以下工作：第一，建立了矽線波導脈衝壓縮和鎖模的理論模型，最佳化了矽線波導的結構和尺寸；第二，實驗實現了矽基脈衝壓縮和鎖模的雷射脈衝輸出並進行了測試，最佳化了實現窄脈衝輸出所需的電學條件，通過在矽線波導上施加一個正向電壓實現了輸出脈衝寬度的調節；第三，探索了諧振腔外可調的脈衝壓縮方法，包括基於矽線波導、矽基光子晶體波導的集成型脈衝壓縮方法以及基於孤子自頻移的脈衝壓縮方法。本項目是國內對矽基脈衝雷射器以及集成型脈衝壓縮的首次探索，將為我國矽基雷射器的發展提供有價值的參考。
