В области волоконно-лазерных источников семян и точного зондированиядостижение идеального баланса между высокой мощностью выхода и эффективной волоконной сцепления давно был "глубокой зоны воды полупроводникового лазера дизайнаТрадиционные лазеры с широким диапазоном обладают высоким потенциалом мощности.но их чрезвычайно низкий фактор оптического ограничения часто предотвращает лазерное колебание, подобно тому, как иметь мощный двигатель, который не может управлять транспортным средствомКак мы можем преодолеть этот физический тупик, чтобы сохранить структурные преимущества конструкций широкого диапазона при достижении эффективного однорежима?

В обычных 1064 нм сплоченных с плитой оптических волноводов лазеров инженеры обычно используют широкополосные волноводы (w_gОднако, согласно теории Маркатили, для поддержания однорегулярной работы с широкими хребтами требуется пропорционально большая эффективная толщина плиты.Это неизбежно рассеивает энергию фундаментального режима., уменьшая факторы оптического ограничения до 9,9088 × 10−5. В таких конфигурациях распределение поля света сильно отклоняется от активной области,Предотвращение лазера от достижения порога"первый барьер, который должны преодолеть конструкторы.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали инновационный подход: встраивание фотонических кристаллических структур в традиционные волноводы.Точно вставляя 10 слоев с низким показателем преломления_0.3ГаА в слое волновода N-типа, команда успешно модифицировала распределение показателя преломления волновода.

1Точный контроль светового поля:Периодическая модуляция предотвращает неконтролируемое распространение света, вместо этого эффективно направляет поле в активную область.9088 × 10−5 до 0.009468 ∙ обеспечивая достаточно энергии для лазерного порога.

2Фильтрация режима более высокого порядка:Фотонический кристалл действует не только как "концентратор света", но и как фильтр.структура формирует полное периодическое распределение показателя преломления, которое автоматически фильтрует режимы более высокого порядка, обеспечивая чисто однорежимную работу, несмотря на широкий хребет.

После тщательной оптимизации конструкция демонстрирует исключительное качество луча. Лазер достигает углов дивергенции дальнего поля с полной шириной на половину максимума (FWHM) 12,9 ° (поперечно) и 18.3° (побочный), с почти идеальным круговым распределением пятен.Эта характеристика позволяет напрямую соединять пуговицы с одномодными волокнами, устраняя сложные системы линз и значительно снижая сложность интеграции и затраты на волокнистые лазерные системы.

Нынешние параметры состава материала и толщины слоя подтвердили целесообразность концепции.Будущие работы, включающие полное сканирование параметров и совместную оптимизацию материального состава слоев с низким индексом, количество вставлений и толщина могут еще больше улучшить факторы оптического ограничения и улучшить распределение поля режима.Этот фотонический кристаллический дизайн широкоугольного волновода намечает четкий эволюционный путь для следующего поколения высокопроизводительных полупроводниковых лазеров.