耦合量子级联激光器中的PT对称横向模式分裂

摘要： 波导中通过调控模式有效折射率实现横模分离的方法在集成光学领域备受关注，目前已有多种设计方案被提出。近年来，基于宇称-时间（PT）对称性的非厄米光学体系催生出一类新型器件——通过引入增益与损耗介质实现远超传统方案的功能。将PT对称性引入非厄米系统时会产生实数解，而对称性破缺则会导致虚数本征值。不过PT对称性在红外器件中的应用仍十分有限。本研究展示了一种可在实际量子级联激光器（QC激光器）中实现横模分离的耦合PT对称模式分束器，通过分析耦合PT对称QC激光器波导的增益损耗效应，证实通过合理设置增益损耗参数能够有效分离TE0与TE1模式。