A fully hybrid integrated Erbium-based laser

材料科学 激光器 光电子学 光纤激光器 激光线宽 光子集成电路 相对强度噪声 激光功率缩放 光学 光子学 半导体激光器理论 半导体 波长 物理 兴奋剂
作者
Yang Liu,Zheru Qiu,Xinru Ji,Andrea Bancora,Grigory Lihachev,Johann Riemensberger,Rui Ning Wang,Andrey Voloshin,Tobias J. Kippenberg
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:7
标识
DOI:10.48550/arxiv.2305.03652
摘要

Erbium-doped fiber lasers exhibit high coherence and low noise as required for applications in fiber optic sensing, gyroscopes, LiDAR, and optical frequency metrology. Endowing Erbium-based gain in photonic integrated circuits can provide a basis for miniaturizing low-noise fiber lasers to chip-scale form factor, and enable large-volume applications. Yet, while major progress has been made in the last decade on integrated lasers based on silicon photonics with III-V gain media, the integration of Erbium lasers on chip has been compounded by large laser linewidth. Recent advances in photonic integrated circuit-based high-power Erbium-doped amplifiers, make a new class of rare-earth-ion-based lasers possible. Here, we demonstrate a fully integrated chip-scale Erbium laser that achieves high power, narrow linewidth, frequency agility, and the integration of a III-V pump laser. The laser circuit is based on an Erbium-implanted ultralow-loss silicon nitride Si$_3$N$4$ photonic integrated circuit. This device achieves single-mode lasing with a free-running intrinsic linewidth of 50 Hz, a relative intensity noise of $<$-150 dBc/Hz at $>$10 MHz offset, and output power up to 17 mW, approaching the performance of fiber lasers and state-of-the-art semiconductor extended cavity lasers. An intra-cavity microring-based Vernier filter enables wavelength tunability of $>$ 40 nm within the C- and L-bands while attaining side mode suppression ratio (SMSR) of $>$ 70 dB, surpassing legacy fiber lasers in tuning and SMRS performance. This new class of low-noise, tuneable Erbium waveguide laser could find applications in LiDAR, microwave photonics, optical frequency synthesis, and free-space communications. Our approach is extendable to other wavelengths, and more broadly, constitutes a novel way to photonic integrated circuit-based rare-earth-ion-doped lasers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
雨濛完成签到,获得积分10
1秒前
奶茶不加冰完成签到,获得积分10
1秒前
yy完成签到,获得积分10
1秒前
RickyLiu完成签到,获得积分10
2秒前
spartanzhao完成签到 ,获得积分10
2秒前
hana完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
荣枫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
酷酷菲音完成签到,获得积分10
4秒前
LSQ47完成签到,获得积分10
4秒前
Shilly完成签到,获得积分10
4秒前
搜集达人应助伯赏元彤采纳,获得10
4秒前
Ayan完成签到 ,获得积分10
4秒前
顾矜应助老实人小马采纳,获得10
4秒前
坦率无剑完成签到,获得积分10
4秒前
刘放完成签到,获得积分10
5秒前
闲坐饮茶发布了新的文献求助10
6秒前
lds发布了新的文献求助10
6秒前
awrawsaf完成签到 ,获得积分10
7秒前
任性行天完成签到,获得积分10
7秒前
雪白的山河完成签到,获得积分10
8秒前
tian发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
英姑应助沐风采纳,获得10
9秒前
欢喜的早晨完成签到,获得积分10
9秒前
hping完成签到,获得积分10
10秒前
吉以寒完成签到,获得积分10
10秒前
Haonan完成签到,获得积分10
11秒前
自然卷的春天完成签到,获得积分10
11秒前
文静的白羊完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
natmed举报淡淡听安求助涉嫌违规
14秒前
123完成签到,获得积分10
14秒前
Epiphany完成签到,获得积分10
14秒前
qawsed完成签到,获得积分10
14秒前
kkk完成签到,获得积分10
14秒前
Xl完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5347965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4482164
关于积分的说明 13949188
捐赠科研通 4380663
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2407047
邀请新用户注册赠送积分活动 1399627
关于科研通互助平台的介绍 1372861