光學(xué)頻率梳源可發(fā)射完美周期和相干光波形，目前已迅速向芯片級集成解決方案發(fā)展。有兩類特別重要：半導(dǎo)體法布里-珀羅激光器和無源環(huán)形克爾微諧振器。

近日，奧地利 維也納工業(yè)大學(xué)(TU Wien) Nikola Opa?ak，Benedikt Schwarz等，在Nature上發(fā)文，在環(huán)形半導(dǎo)體激光器中融合了這兩種技術(shù)，并展示了自由運(yùn)行孤子形成的范例，稱為Nozaki–Bekki孤子。這些耗散波形出現(xiàn)在一族傳播的局部暗脈沖，并在復(fù)雜金茲堡-朗道方程中是已知。

研究證明了，在環(huán)形激光器中，Nozaki–Bekki孤子是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的，并且隨著激光偏置的調(diào)諧而自發(fā)形成，從而避免了外部光泵。基于實驗發(fā)現(xiàn)和理論模型，還揭示了這些孤子的顯著特征，并為其產(chǎn)生提供了指導(dǎo)。除了在環(huán)形激光器內(nèi)循環(huán)的基本孤子，還演示了多孤子狀態(tài)，驗證了局域化性質(zhì)，并提供了對孤子晶體形成的深入了解。

該項結(jié)果鞏固了直接產(chǎn)生孤子的單片電驅(qū)動平臺，并為激光多模動力學(xué)和克爾參量過程的交叉研究領(lǐng)域打開了大門。

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers.

半導(dǎo)體激光器中的Nozaki–Bekki孤子

圖1: 具有相應(yīng)激光態(tài)的復(fù)雜金茲堡-朗道方程complex Ginzburg–Landau equation，CGLE參數(shù)空間。

圖2: 在單塊環(huán)形激光器中，基本Nozaki–Bekki，NB孤子的實驗和理論表征。

圖3: 多孤子狀態(tài)。

圖4: NB孤子狀態(tài)的相干控制。

文獻(xiàn)鏈接

Opa?ak, N., Kazakov, D., Columbo, L.L. et al. Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers. Nature 625, 685–690 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06915-7

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06915-7

本文譯自Nature。

來源：今日新材料

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