【產(chǎn)通社，3月24日訊】中國科學(xué)院（Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，小型化的單頻窄線寬近可見光半導(dǎo)體激光源對(duì)于超越實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的便攜式光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)、相干激光通信與傳感、自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛力。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化，免除復(fù)雜繁瑣的電反饋鎖定和穩(wěn)頻裝置，2023年國外學(xué)者提出了將分布式反饋(DFB)激光自注入鎖定(SIL)技術(shù)與微環(huán)外腔諧振倍頻(SHG)技術(shù)相結(jié)合的新方案。但是，目前所有已知的SIL-SHG研究皆采用了泵浦和倍頻波長雙諧振的微腔結(jié)構(gòu)，泵浦光單諧振時(shí)的倍頻效率極低，無法實(shí)現(xiàn)SHG頻率連續(xù)調(diào)諧。此外，微環(huán)外腔所能獲得的最高SIL-SHG輸出功率僅2.3 mW，其品質(zhì)因子(Q)的增加以倍頻效率降低為代價(jià)，且波導(dǎo)內(nèi)極小的模場尺寸將引起嚴(yán)重的熱吸收及有害的非線性效應(yīng)，極大限制了SIL-SHG微環(huán)外腔的有效應(yīng)用。

近期為克服上述限制，中國科學(xué)院蘇州納米所梁偉研究員團(tuán)隊(duì)利用具有9.1 M高Q值和< 0.12 mL體積的準(zhǔn)單諧振法布里-珀羅(FP)微腔，在自注入鎖定狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了高達(dá)16.9 mW功率的781 nm近可見激光輸出，所得21.1%倍頻效率超過了所有已知的SIL-SHG微環(huán)外腔結(jié)果。1562 nm泵浦光SIL本征線寬從自由運(yùn)轉(zhuǎn)的1.1 MHz壓窄至130 Hz，對(duì)應(yīng)的781 nm倍頻光線寬為520 Hz。最重要的是，在對(duì)應(yīng)FP腔諧振縱模的所有泵浦頻率下皆可觀察到高效的倍頻轉(zhuǎn)換。相比于前述SIL-SHG微環(huán)腔，采用準(zhǔn)單諧振FP腔的SIL-SHG設(shè)計(jì)可提供更高的輸出倍頻功率及轉(zhuǎn)換效率，也能很便利地通過壓電陶瓷(PZT)的腔長調(diào)制來實(shí)現(xiàn)SHG頻率連續(xù)調(diào)諧。歸功于FP腔顯著更大的模場尺寸，不必?fù)?dān)心隨著Q值或泵浦功率的增加會(huì)出現(xiàn)有害的非線性頻率噪聲。

上述研究成果以Self-injection-locked near-visible laser at 781?nm by frequency-doubling in a quasi-singly resonant high-Q micro-cavity為題發(fā)表在Optics Letters期刊上。論文第一作者為中國科學(xué)院蘇州納米所博士后張佳樂，通訊作者為梁偉研究員。該工作得到了中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、科技部重大項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金的支持。

查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問官方網(wǎng)站http://sinano.cas.cn/news/kyjz/202501/t20250124_7522546.html
https://doi.org/10.1364/OL.549280。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）