研究目的
展示了首个工作在4微米波长中红外波段的宽带定向多模干涉耦合器，该器件采用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备而成。
研究成果
该研究成功展示了利用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备中红外宽带定向多模干涉耦合器，实现了指定波长范围内低传播损耗和近乎完美的消色差特性。
研究不足
由顺序写入过程引起的多模干涉区域内的不对称性导致了与端口相关的交叉耦合比。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 采用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备的宽带中红外定向耦合器与多模干涉耦合器
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 采用飞秒激光直写技术在GLS玻璃中制备的宽带中红外定向耦合器与多模干涉耦合器
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872735
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
首次展示了工作在4微米中红外波段的首款宽带定向与多模干涉耦合器。研究人员利用聚焦的800纳米、5.1兆赫兹重复频率飞秒激光，在南安普顿大学提供的商用硫系玻璃（镓镧硫化物，GLS）上刻写器件。通过将三条独立激光写入轨迹并排排列，形成低损耗波导，其传播损耗低至0.22分贝/厘米。这些波导被用于构建非对称定向耦合器，通过定制其中一条臂的传播常数来展平器件的色度响应。通过局部改变样品穿过焦点的进给速率，在器件耦合区域获得传播常数变化。由此制成的3分贝耦合器在500纳米波长范围内具有波长平坦响应（耦合比变化±5%），而对称定向耦合器仅在<200纳米范围内实现该特性。多模干涉耦合器则通过排列26条激光刻写轨迹形成140微米宽的多模干涉区（长度5-10毫米）。由于顺序写入工艺导致的多模干涉区内非对称性，产生了端口依赖的交叉耦合比。但在注入左侧输入端时，8.1毫米长的器件实现了接近3分贝的耦合。该器件在3.75至4.25微米波长范围内展现出近乎完美的无色散特性。
作者：
T. Gretzinger，S. Gross，A. Arriola，T. T. Fernandez，D. Strixner，J. Tepper，L. Labadie，M. J. Withford
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