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1.3 µm 量子点分布反馈激光器直接...
分布式反馈 (DFB) 激光器是城域网中基于波分复用的收发器的研究重点。本文报道了在互补金属氧化物半导体 (CMOS) 兼容 (001) Si 衬底上生长的首批 1.3 µm 量子点 (QD) DFB 激光器。实现了温度稳定的单纵模操作，边模抑制比超过 50 dB，阈值电流密度为 440 A cm −2。展示了 128 Gbit s − 1 的单通道速率，净频谱效率为 1.67 bits − 1 Hz − 1，使用 O 波段的五个通道，总传输容量为 640 Gbit s − 1。除了 QD 有源区生长之外，整体制造基本与量子阱 (QW) DFB 激光器的商业化工艺相同。这为 QD 技术进入之前由 QW 器件填充的商业应用提供了一条工艺兼容的途径。此外，在整个 CMOS 兼容 (001) Si 晶片上生长激光外延的能力还带来了降低成本、改善散热和制造可扩展性的额外好处。通过 III-V 族和 Si 的直接外延集成，人们可以设想光子学行业的一场革命，就像 CMOS 设计和加工彻底改变了微电子行业一样。从片上光学互连的系统角度讨论了这一点。
卫星量子密钥分发易受地面激光干扰
摘要：卫星介导的量子密钥分发 (QKD) 将成为长距离量子安全通信的关键技术。虽然卫星 QKD 无法被有效窃听，但我们表明，它可以通过相对简单且随时可用的设备进行破坏（或“干扰”）。我们开发了一个大气衰减和卫星光散射模型，以估计离轴激光器可以注入卫星 QKD 通道的过量噪声光子的速率，并计算出这种增加的噪声对量子比特误码率的影响。我们表明，由于地面上的 QKD 接收器检测到从卫星散射的光子，1 kW 级的地面激光器可以严重破坏现代卫星 QKD 系统。这类激光器可以商业购买，这意味着这种破坏方法可能对未来通过卫星 QKD 有效保护高价值通信构成严重威胁。我们还讨论了这些结果与卫星介导 QKD 系统未来可能的发展的关系，以及可以采取的针对此类破坏和相关方法的对策。
在ER掺杂的磷酸盐玻璃中的浓度猝灭，用于紧凑的光激光器和放大器
在ER掺杂的磷酸盐玻璃中淬灭，用于紧凑的光激光器和放大器 / Pugliese，迭戈； Boetti，Nadia Giovanna； Lousteau，J。； Ceci Ginistrelli，Edoardo； Bertone，Elisa； Geobaldo，Francesco；米兰，丹尼尔。- 在：合金和化合物杂志。- ISSN 0925-8388。-657：（2016），pp。678-683。[10.1016/j.jallcom.2015.10.126]
可扩展的单粒子混合III-V/SI激光器，用于新兴的狭窄线宽应用
摘要：与大规模硅制造兼容的硅光子学是一个破坏性的光子平台，表明对行业和研究领域（例如量子，神经形态计算，LIDAR）具有重要意义。尖端应用，例如高容量相干的光学通信和杂差激元，已升级对集成窄线宽激光源的需求。为此，这项工作旨在通过开发高性能混合III-V/硅激光来满足这一要求。开发的集成激光器利用单个微孔谐振器（MRR），演示了超过45 dB的侧模式抑制比（SMSR）的单模操作，激光输出功率高达16.4 mW。远离需要多个复杂控制的当前混合/异质激光体系结构，开发的激光体系结构仅需要两个控制参数。重要的是，这是通过降低表征这些激光器的复杂性来简化工业采用的。通过简洁的结构和控制框架，实现了2.79 kHz的狭窄激光线宽，低相对强度噪声（RIN）达到-135 dB/hz。此外，在测量10 dB的信噪比（SNR）的情况下，证明了12.5 GB/s的光学数据传输。
在狭窄的线宽和宽度调谐范围内外腔内波长渗透激光
外部腔内波长激光，其特征在于其特殊的时间连贯性和广泛的调谐范围，它是尖端的纤维感应，例如纤维传感，刺激和光谱镜的至关重要的光源。光学通信技术的新兴增长升级了对线宽和广泛调整范围狭窄的激光器的需求，从而促进了外部波长 - 腔内扫描二极管激光及其多样化应用的迅速发展。本文全面地介绍了这些激光器的配置和操作原理，并对其发展状态进行了深入的审查，专门针对那些具有狭窄线宽和较宽调整范围的人。目的是为参与波长激光的开发和应用的研究人员提供宝贵的参考。
氧化钇的非线性光学特性及其在掺铒光纤激光器中的应用
摘要：氧化钇（Y 2 O 3 ）因其在各种高强度结构部件、微电子和光电子器件中的潜力而受到关注，但这种有前途的材料的非线性光学研究尚未实施。本文不仅理论计算了Y 2 O 3 的电子能带结构，而且以光纤激光器为平台验证了Y 2 O 3 的光学非线性。同时，通过使用不同厚度的Y 2 O 3 可饱和吸收体，进一步探究了样品厚度对激光性能的影响。结果表明Y 2 O 3 不仅具有良好的光学非线性，而且通过调节Y 2 O 3 的厚度有利于超快光子的研究。因此，Y 2 O 3 可以作为一种潜在的可饱和吸收体候选者进行深入的研究和应用。
惯性聚变能激光器高功率泵浦二极管的现状与展望
2021 年 8 月 8 日，美国国家点火装置 (NIF) 创纪录的实验从内爆氘氚 (DT) 胶囊中释放出 1.35MJ 的能量，显示出 0.7 的聚变增益和强劲燃烧的等离子体。虽然这些实验和 NIF 设施并非旨在开发惯性聚变能 (IFE) 的物理学和工程学，但结果对于 IFE 的氘氚惯性约束聚变 (ICF) 物理平台的风险评估具有变革性意义。开发基于 IFE 的发电厂仍是一项十年的努力，我们面前还有许多技术挑战。但有了这种可行性证明和无碳、地理位置独立的发电厂技术的前景，建立对所有高风险和长期发展支持技术的全面研发工作至关重要。要使 IFE 成为有吸引力的能源，需要开发可靠、经济高效的高功率半导体激光器，作为高能聚变驱动激光器经济和技术上可行的泵浦源。
GIGAHERTZ测量设备独立量子键分布，使用直接调制激光器
测量依赖性量子密钥分布（MDI-QKD）是一种消除所有检测器侧通道的量子通信技术，尽管目前受到实施复杂性和较低的安全密钥速率的限制。在这里，我们以Gigahertz时钟速率引入了一种简单而紧凑的MDI-QKD系统设计，具有增强对激光弹力的弹性，因此可以在没有规格或相位反馈的情况下使用自由运行的半导体激光源。这是使用直接激光调制来实现的，仔细利用增益开关和注入锁定激光动力学来编码相位调节的时键位。我们的设计实现了可靠的关键速率，从而通过数量级来改善最高水平的状态，在54 dB频道损失时最多8 bps，在有限尺寸的机制下以30 dB的频道损失，在54 dB频道损失和2 kbps中提高了2 kbps。这种非常简单的MDI-QKD系统设计和原则证明证明了MDI-QKD是用于未来量子通信网络的实用，高性能的解决方案。
强光反馈降低量子级联激光器的光谱线宽
由于振动和旋转跃迁，一氧化碳和甲烷等许多分子在中红外范围内都有强的吸收线。1 自 1994 年发明以来，中红外量子级联激光器 (QCL) 已成为分子气体传感的流行选择。2 分子光谱的精度和分辨率高度依赖于 QCL 的光谱线宽。3 由于接近于零的线宽展宽因子 (LBF)，4 QCL 本身的固有线宽只有几百赫兹，接近肖洛-汤斯极限。5 然而，电流源噪声、温度波动和机械振动引起的闪烁噪声（1/f 噪声）会显著加宽自由运行 QCL 的实际线宽至兆赫兹范围。6 为了将 QCL 的光谱线宽缩小到千赫兹或赫兹范围，已经开发出各种各样的频率稳定技术。一种主要方法是将 QCL 频率锁定在分子吸收线的一侧，但代价是波长可调性的损失。7、8 另一种方法是通过庞德-德雷弗-霍尔方法将 QCL 锁定在高精度光学腔体上，这种方法容易受到外部声学和机械振动的影响。9 – 11 一种更常见的方法是将 QCL 相位锁定在近红外光学腔体上。
激光器如何利用光声和光电现象将信号注入 MEMS 麦克风
可以使用调幅激光在 MEMS 麦克风的输出端生成虚假但相干的声学信号。虽然这种漏洞会对信任这些麦克风的网络物理系统的安全性产生影响，但这种影响的物理解释仍然是个谜。如果不了解导致这种信号注入的物理现象，就很难设计出有效可靠的防御措施。在这项工作中，我们展示了热弹弯曲、热扩散和光电流产生机制在多大程度上被用于将信号注入 MEMS 麦克风。我们为每种机制都提供了模型，开发了一种程序来经验性地确定它们的相对贡献，并强调了对八种商用 MEMS 麦克风的影响。我们通过使用几种激光波长和一个真空室的精确设置来隔离每种机制来实现这一点。结果表明，麦克风上的注入信号取决于入射光的波长，其中长波长（例如 904 nm 红外激光）利用 ASIC 上的光电效应，而短波长（例如 450 nm 蓝色激光）利用振膜和周围空气上的光声效应。根据这一理解，我们为未来的抗激光麦克风设计提出了建议，包括改进球顶应用、减少 MEMS 结构内的材料不对称性，以及添加简单的光或温度传感器以进行注入检测。基于根本的因果关系，我们还指出了具有与 MEMS 麦克风相似特性的其他传感器中可能存在的漏洞，例如传统麦克风、超声波传感器和惯性传感器。