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[2019年德国慕尼黑激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC，2019.6.23-2019.6.27）] 2019年激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——具有0至1.6纳米可调光谱间距的785纳米双波长Y分支分布布拉格反射波导二极管激光器

DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8871716 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 在多个应用场景中，需要能提供两条窄线宽稳定波长的紧凑型光源。这些应用包括：通过受激拉曼差分光谱技术（SERDS）将拉曼信号与日光干扰或荧光等背景信号分离；利用吸收光谱法进行浓度测量；以及差频产生太赫兹辐射时所需的两条微小波长差。除采用内置光栅实现发射波长的窄化与稳定外，还可通过光栅上方的加热元件调节光谱间距以满足上述应用需求。 本文将介绍发射波长785nm的双波长Y分支分布布拉格反射镜-脊形波导（DBR-RW）二极管激光器，其芯片集成电阻加热器设计与文献[1]类似，但创新性地实现了各DBR光栅加热器的独立控制——通过温度调节可分别调控每个激光腔的发射波长。这使得器件既能以双腔共同工作模式提供灵活的波长间距，又能快速切换激光谱线（如文献[2]最新展示）。器件总长3mm，包含：两个500μm长的十阶无源DBR光栅、2mm长的S形Y分支耦合器段及500μm RW输出段，共同构成双激光谐振腔。芯片集成电阻加热器可独立控制两个S形RW分支及输出RW段。光栅周期设计使两条发射波长保持0.6nm（即10cm?1）的适宜SERDS光谱间距。 在阐述器件结构后，将结合应用需求讨论其电光特性与光谱特性。图1展示了双波长激光器的功率-电流特性曲线（Y耦合器电流IY=0mA，RW输出段电流Iout=35mA，热沉温度25°C）：两腔约30mA启动激光，斜率效率0.6W/A；注入电流400mA时测得光输出功率超200mW。图2与图3呈现了输出功率100mW时通过独立加热器实现的光谱调谐——可在0至1.6nm范围内灵活调节，同时双分支均保持单模工作状态，线宽窄于11pm。
作者： Lara Sophie Theurer，Martin Maiwald，J?rg Fricke，Peter Ressel，Bernd Sumpf，Günther Tr?nkle
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种紧凑型光源，提供两个具有窄线宽的稳定波长，适用于位移激发拉曼差分光谱（SERDS）、吸收光谱以及太赫兹辐射的差频生成等应用。

研究成果

所研发的双波长Y分支分布布拉格反射波导脊形二极管激光器工作波长为785纳米，其光谱间距可在0至1.6纳米范围内调节，展现出优异的电光特性和光谱性能，适用于SERDS（移频分辨光谱）、吸收光谱分析及太赫兹辐射产生等应用领域。通过独立控制加热元件，该器件能灵活调节光谱间距并实现激光谱线间的快速切换。

研究不足

该研究聚焦于双波长Y分支分布布拉格反射波导二极管激光器的开发与初步测试，若要实现更广泛应用，还需进一步优化并进行特定应用的测试。

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