Self-selection mechanism of Fabry-Pérot micro/nanoscale wire cavity for single-mode lasing

激光阈值 材料科学 激光器 法布里-珀罗干涉仪 光电子学 单模光纤 光子学 光学 纳米技术 波长 物理
作者
Yue Yang,Hua Zong,Chuang Ma,Tiantian Wei,Junchao Li,Zhang Jiang,Mo Li,Caofeng Pan,Xiao Hu
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:25 (18): 21025-21025 被引量:10
标识
DOI:10.1364/oe.25.021025
摘要

Developing micro/nanoscale wire (MNW) lasers with single-mode operation is critical for realizing their practical applications, however, most reported MNW lasers operate in multi-modes, because lacking of mode selection mechanisms. In this work, a simple and direct way to realize stable, single-mode MNW laser without complicated micro/nano-manipulation was demonstrated. We have found and proved that the position of the active region plays a key role in determining the lasing mode of MNW lasers, which can be used to realize single-mode lasing in MNWs. We propose self-selection mechanism of Fabry-Pérot MNW cavity for single-mode lasing due to location-dependent field distribution in MNWs, which is characterized by suppressing the multiple longitudinal mode oscillation of the MNW laser. GaN MNW lasers with different lengths and diameters have been fabricated, verifying the self-selection mechanism of the cavity experimentally. Moreover, we demonstrate the single-mode, room temperature optically pumped MNW laser with an extremely low threshold (~40 kW/cm2) in condition of appropriate cavity length, opening an opportunity to realize stable single-mode, low-threshold MNW laser for easy integration in constructing micro/nanoscale photonic and optoelectronic circuits and devices.
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