实现具有吸引人的性能指标和与硅光子平台兼容的紧凑型芯片脉冲激光器是当代纳米光子学的重要目标。在这里,是否可以将2D材料用作增益和饱和吸收介质来实现紧凑型综合Q-用被动Q开关的纳米光激光器的基本问题,并通过检查广泛的2D材料家族来提出和解决。通过开发涉及半古典速率方程的时间耦合模式理论框架来进行研究,该框架能够通过2D材料严格处理增益和可饱和的吸收,从而可以执行稳定性和分叉分析涵盖广泛的参数空间。可以通过不同的2D材料获得脉冲训练指标(重复速率,脉冲宽度,峰值功率)的范围。我们的工作表明,使用2D材料增强的纳米光腔可以使被动q交换,重复速率不得超过50 GHz,短脉冲持续时间降至几个picseconds,而峰值功率超过了几毫升。如此有吸引力的指标,以及2D材料的超薄性质以及电气调整其性质的能力,证明了提出的紧凑和灵活的集成激光源的平台的潜力。
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