Miniaturized quasi-BICs based on a two-dimensional heterostructure to realize a low-threshold nanolaser

纳米激光器 光学 光电子学 材料科学 异质结 物理 激光器 激光阈值
作者
Linyong Qian,Xin Zhang,Jiahua Zhang,Zhengweiyi Yang,Yun Qiu,Kangni Wang
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:49 (18): 5091-5091 被引量:2
标识
DOI:10.1364/ol.537421
摘要

Bound states in the continuum (BICs) have been demonstrated as an effective mechanism to achieve high quality (Q)-factor cavities for nanolasers. However, the development of a compact BIC laser with a low threshold has remained elusive. Here, we numerically report lasing action from symmetry-protected BICs in a two-dimensional heterostructure, which consists of compound gratings with finite cells surrounded by orthogonal distributed Bragg reflectors (DBRs). The compound grating is used to excite quasi-BIC resonance with a high Q-factor, and DBRs enable light confinement and localized electric fields to enhance light–matter interaction. The nanolaser with a threshold of 16.8 µJ/cm 2 is achieved within a footprint as small as 3.35 × 3.35 µm 2 . By changing the phase adjusting gap or asymmetry degree, it is possible to control the lasing emission. This work reveals a new, to our knowledge, path toward compact BIC lasers with a simple scheme for applications that require a small footprint and low threshold.

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