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高速直接调制圆柱矢量光束激光器

DOI：10.1021/acsphotonics.9b01244 期刊：ACS Photonics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 柱矢量（CV）光束在从操控到通信的广泛应用中极具价值。尽管存在多种CV光束发射方案，但通过有源光子集成器件（尤其是直接调制场景）高效产生矢量光束仍是突出挑战。本研究首次报道了电泵浦条件下高速直接调制的CV光束激光器?；诹谆鞯奈⒒非煌ü阶橛呕坠庹な迪值ツ＜ど?，并借助离子注入达成高效发射。高微分增益多量子阱结构与小尺寸有源区有利于高速调制，表面发射特性便于二维阵列集成。该激光器输出功率>1mW且边模抑制比（SMSR）约50dB，实验中实现了8-20Gbit/s的CV光束激光输出。此外，以10Gbit/s直接调制CV光束激光器为种子源的2公里光纤矢量本征模传输链路也展现出优异性能。这些成果为利用集成激光器开发更多CV光束赋能的经典与量子通信应用开辟了道路。
作者： Xiang Ma，Shuang Zheng，Quanan Chen，Su Tan，Pengfei Zhang，Qiaoyin Lu，Jian Wang，Weihua Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示基于全集成III-V半导体平台的首个电泵浦高速直接调制圆柱矢量（CV）光束激光器。

研究成果

所展示的高速直接调制CV光束激光器表现出卓越性能，具有稳定的单模激射、约50分贝的边模抑制比以及高达20吉比特/秒的调制速率。由该激光器种子光源实现的公里级数据承载直连光纤本征模传输链路，证明了其在空间模式光学通信中的潜在应用价值。通过进一步优化激光器结构，未来改进方向可包括实现更高速度的直接调制与更高的发光效率。

研究不足

辐射发射的强度分布并非单一圆环，而是具有暗中心的同心环状图案，这可归因于微环腔顶部小光栅近场散射的衍射效应。当耦合进入光纤时，可通过空间滤波抑制这种径向不良强度分布。

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