Dans le domaine des sources de semences laser à fibre et de la détection de précision,atteindre l'équilibre parfait entre la puissance de sortie élevée et l'accouplement de fibre efficace a longtemps été la "zone d'eau profonde" de la conception de laser à semi-conducteursLes lasers traditionnels à ondes larges possèdent un potentiel de puissance élevée.Mais leur facteur de confinement optique extrêmement bas empêche souvent les oscillations laser, comme avoir un moteur puissant qui ne peut pas conduire un véhicule.Comment briser cette impasse physique pour maintenir les avantages structurels des conceptions à large portée tout en obtenant une sortie efficace en mode unique?

Dans les lasers à guide d'onde optique conventionnels couplés à une dalle de 1064 nm, les ingénieurs utilisent généralement des guides d'onde à large crête (w_gCependant, selon la théorie de Marcatili, le maintien d'un fonctionnement en mode unique avec de larges crêtes nécessite des épaisseurs de dalle efficaces proportionnellement plus grandes.Cela disperse inévitablement l'énergie du mode fondamental., ce qui réduit les facteurs de confinement optique à 9,9088 × 10−5. Dans de telles configurations, la distribution du champ lumineux s'écarte fortement de la région active,empêcher le laser d'atteindre le seuil, la "première barrière" que les concepteurs doivent surmonter.

Pour relever ce défi, les chercheurs ont mis au point une approche novatrice: intégrer des structures cristallines photoniques dans des guides d'ondes de dalle traditionnels.En insérant précisément 10 couches d'Al_0.3En introduisant des GaAs dans la couche du guide d'onde de type N, l'équipe a réussi à modifier la distribution de l'indice de réfraction du guide d'onde.

1Contrôle de champ lumineux de précision:La modulation périodique empêche la diffusion de la lumière incontrôlée, guidant plutôt efficacement le champ vers la région active.9088 × 10−5 à 0.009468 fournissant suffisamment d'énergie pour le seuil de lasing.

2Filtrage du mode d'ordre supérieur:Le cristal photonique agit non seulement comme un "concentrator de lumière" mais aussi comme un filtre.la structure forme une distribution complète de l'indice de réfraction périodique qui filtre automatiquement les modes d'ordre supérieur, assurant un fonctionnement pur en mode unique malgré la largeur de la crête.

Après une optimisation rigoureuse, la conception démontre une qualité de faisceau exceptionnelle.3° (latéralement), avec une répartition spatiale presque parfaite.Cette caractéristique permet un couplage direct avec des fibres mono-mode, éliminant les systèmes de lentilles complexes et réduisant considérablement la complexité et les coûts d'intégration des systèmes laser à fibre.

Les paramètres actuels de composition des matériaux et d'épaisseur des couches ont validé la faisabilité du concept.Les travaux futurs impliquant le balayage par paramètres complets et l'optimisation couplée de la composition des couches à faible indice, le nombre d'insertions et l'épaisseur pourraient encore améliorer les facteurs de confinement optique et améliorer la distribution du champ de mode.Cette conception de guide d'ondes à large bande photonique, conçue à l'aide de cristaux, trace une trajectoire d'évolution claire pour les lasers semi-conducteurs haute performance de nouvelle génération..